En physique, l’échelle de Planck fait référence soit à une très grande échelle d’énergie (1.22 x 1019 GeV) soit à une très petite échelle (1.616 x 10-35 mètres) où les effets quantiques de la gravité deviennent importants pour décrire les interactions des particules. À l’échelle de la taille de Planck, l’incertitude quantique est si intense que des concepts comme la localité et la causalité deviennent moins significatifs. Les physiciens d’aujourd’hui sont très intéressés à en savoir plus sur l’échelle de Planck, car une théorie quantique de la gravité est quelque chose qui nous manque actuellement. Si un physicien pouvait proposer une théorie quantique de la gravité qui concorde avec l’expérience, cela leur garantirait pratiquement un prix Nobel.
C’est un fait fondamental de la physique de la lumière que, plus un photon (particule lumineuse) transporte d’énergie, plus sa longueur d’onde est petite. Par exemple, la lumière visible a une longueur d’onde d’environ quelques centaines de nanomètres, tandis que les rayons gamma beaucoup plus énergétiques ont une longueur d’onde de la taille d’un noyau atomique. L’énergie de Planck et la longueur de Planck sont liées en ce qu’un photon devrait avoir une valeur d’énergie à l’échelle de Planck afin d’avoir une longueur d’onde aussi petite que la longueur de Planck.
Pour rendre les choses encore plus compliquées, même si nous pouvions créer un photon aussi énergétique, nous ne pourrions pas l’utiliser pour mesurer avec précision quelque chose à l’échelle de Planck – il serait si énergétique que le photon s’effondrerait dans un trou noir avant de renvoyer des informations. . Ainsi, de nombreux physiciens pensent que l’échelle de Planck représente une sorte de limite fondamentale sur la petite taille des distances que nous pouvons sonder. La longueur de Planck est peut-être la plus petite échelle de taille physiquement significative, auquel cas l’univers peut être considéré comme une tapisserie de « pixels » – chacun ayant une longueur de Planck en diamètre.
L’échelle d’énergie de Planck est presque inimaginablement grande, tandis que l’échelle de taille de Planck est presque inimaginablement petite. L’énergie de Planck est environ un quintillion de fois supérieure aux énergies réalisables dans nos meilleurs accélérateurs de particules, qui sont utilisés pour créer et observer des particules subatomiques exotiques. Un accélérateur de particules suffisamment puissant pour sonder directement l’échelle de Planck devrait avoir une circonférence de taille similaire à celle de l’orbite de Mars, construite à partir d’à peu près autant de matériau que notre Lune.
Puisqu’il est peu probable qu’un tel accélérateur de particules soit construit dans un avenir prévisible, les physiciens se tournent vers d’autres méthodes pour sonder l’échelle de Planck. On cherche de gigantesques « cordes cosmiques » qui peuvent avoir été créées lorsque l’univers dans son ensemble était si chaud et si petit qu’il avait des énergies de niveau Planck. Cela se serait produit dans le premier trillionième de seconde après le Big Bang.