普朗克常数：从量子世界到宇宙奥秘的关键桥梁

普朗克常数：从量子世界到宇宙奥秘的关键桥梁

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物理世界physicsworld

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来源

1.

https://physicsworld.com/a/life-the-cosmos-and-everything/

2.

https://www.quantamagazine.org/martin-rees-on-the-future-of-science-and-humanity-20181205/

3.

https://www.kingsreview.co.uk/interviews/an-interview-with-martin-rees-astronomer-royal

4.

https://www.livescience.com/space/cosmology/our-model-of-cosmology-might-be-broken-new-study-reveals-the-universe-is-expanding-too-fast-for-physics-to-explain

5.

https://phys.org/news/2024-09-bridging-quantum-mechanics-cosmology-role.html

普朗克常数是量子力学中的一个基本物理常数，由德国物理学家马克斯·普朗克于1900年提出，用于解释物体热辐射的规律。它标志着能量交换的基本单位，揭示了能量的量子化特性。普朗克常数的值约为 (6.626 \times 10^{-34} , \text{J}\cdot\text{s})（焦耳秒），在量子力学中广泛应用于描述光子的能量与其频率的关系，以及电子在材料中的行为等。

约化普朗克常数（(\hbar)）是为了简化计算，特别是在角动量相关的公式中，定义为 (\hbar = \frac{h}{2\pi})。其值约为 (1.054 \times 10^{-34} , \text{J}\cdot\text{s})。作为角动量的最小衡量单位，在量子力学方程中频繁出现，如海森堡不确定性原理和薛定谔方程。

普朗克常数不仅是量子理论的核心参数，还深刻影响了我们对物质世界基本规律的理解。在天文学和宇宙学领域，普朗克常数同样发挥着关键作用。它帮助科学家们理解星体形成、宇宙演化等复杂过程，是连接微观量子世界与宏观宇宙结构的重要桥梁。

最近，一项新的研究发现可能再次凸显了普朗克常数的重要性。研究显示，宇宙的膨胀速度可能超出了现有物理学理论的解释范围。这一发现不仅挑战了现有的宇宙学模型，也可能暗示着普朗克常数等基本物理常数在更深层次上的作用。

著名天文学家马丁·里斯曾指出，宇宙中某些特征，如物理常数的取值，可能受到智慧生命存在的约束。这种“人择原理”认为，只有当物理常数接近其观测值时，生命才有可能产生。虽然这一观点仍存在争议，但它为理解普朗克常数等基本常数提供了新的视角。

总之，普朗克常数不仅是量子力学的基础之一，还在解释宇宙的基本特性方面发挥着关键作用。通过深入分析这一神秘数字，科学家们能够更好地理解星体形成及宇宙演化的复杂过程。马丁·里斯的研究不仅为天文学界带来了新的启示，也为普通公众提供了更多关于宇宙奥秘的知识。