Énergie de Planck

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L'énergie de Planck est l'unité naturelle d'énergie, désignée par EP.

Elle est définie par[1],[2],[3] :

E p = c 5 ℏ G ≃ 1 , 956 × 10 9 J {\displaystyle E_{p}={\sqrt {\frac {c^{5}\hbar }{G}}}\simeq 1,\!956\times 10^{9}\;{\rm {J}}} ,

soit environ 1019 GeV, où :

  • c {\displaystyle c} est la vitesse de la lumière[3],[4] dans le vide[5] ;
  • ℏ {\displaystyle \hbar } est la constante de Planck[3] réduite[4] ;
  • G {\displaystyle G} est la constante de Newton[3],[6].

Interprétations

Particule de Planck

C'est l'énergie maximale d'un photon qui aurait la fréquence de Planck. Elle correspond à l'agitation thermique présente à la température de Planck. Elle est aussi la quantité d'énergie contenue dans une masse de Planck au repos (une vingtaine de microgrammes, soit approximativement la masse d'une petite puce).

Théorie des cordes

En théorie des cordes, l'énergie de Planck est le quantum de l'énergie que peut prendre une corde vibrante[7].

Unification des forces

L'énergie de Planck correspond au domaine où la force gravitationnelle d'une particule devient une interaction « forte ».

La force gravitationnelle dépend de la masse de la particule. Aux faibles vitesses, la force de gravité est extrêmement faible par rapport aux autres forces, et n'a d'intérêt que par rapport à des objets largement massifs, comme des trous noirs, ou des étoiles (eu éventuellement des planètes).

Mais la force gravitationnelle ne dépend pas de la masse au repos, mais de la masse relativiste d'une particule, qui tient compte de son énergie cinétique. Augmentant donc avec l'énergie de la particule, elle devient comparable aux autres forces atomiques quand l'énergie de la particule atteint l'énergie de Planck[8].

Notes et références

  1. ↑ Diu 2010, p. 129.
  2. ↑ Pérez 2016, annexe 1, I, p. 285.
  3. ↑ a b c et d Rovelli 2022, IIIe partie, chap. 12, introduction, p. 179.
  4. ↑ a et b Taillet, Villain et Febvre 2018, s.v. unités de Planck, p. 760, col. 2.
  5. ↑ Pérez 2016, annexe 1, I, p. 284.
  6. ↑ Taillet, Villain et Febvre 2018, s.v. unités de Planck, p. 760, col. 1-2.
  7. ↑ L'Univers élégant, Brian Greene, Robert Laffont/bouquins/segher, 2012.
  8. ↑ [1]

Voir aussi

Bibliographie

  • [Diu 2010] Bernard Diu, La mathématique du physicien, Paris, Odile Jacob, coll. « Sciences », , 1re éd., 380 p., 14,5 × 22 cm (ISBN 978-2-7381-2448-7, EAN 9782738124487, OCLC 690805807, BNF 42179060, SUDOC 143407058, présentation en ligne, lire en ligne).
  • [Pérez 2016] José-Philippe Pérez (avec la collaboration d'Éric Anterrieu), Relativité : fondements et applications, Paris, Dunod, hors coll., (réimpr. octobre 2017 et février 2023), 3e éd. (1re éd. 1999), XXIII-439 p., 17,5 × 24 cm (ISBN 978-2-10-077295-7, EAN 9782100772957, OCLC 949876980, BNF 46609966, SUDOC 193153297, présentation en ligne, lire en ligne).
  • [Taillet, Villain et Febvre 2018] Richard Taillet, Loïc Villain et Pascal Febvre, Dictionnaire de physique, Louvain-la-Neuve, De Boeck Supérieur, hors coll., , 4e éd. (1re éd. mai 2008), X-956 p., 17 × 24 cm (ISBN 978-2-8073-0744-5, EAN 9782807307445, OCLC 1022951339, BNF 45646901, SUDOC 224228161, présentation en ligne, lire en ligne).
  • [Rovelli 2022] Carlo Rovelli (trad. de l'anglais par Marc Lachièze-Rey), Relativité générale : l'essentiel : idées, cadre conceptuel, trous noirs, ondes gravitationnelles, cosmologie et éléments de gravité quantique [« General relativity : the essentials »], Malakoff, Dunod, coll. « Quai des sciences », , 1re éd., 201 p., 14 × 21,5 cm (ISBN 978-2-10-084203-2, EAN 9782100842032, OCLC 1346096071, BNF 47119408, SUDOC 264438132, présentation en ligne, lire en ligne).

Articles connexes

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