В начале ХХго века немецкий физик Макс Планк стал одним из основоположники квантовой механики. Его работа позволит концептуализировать космологический период начала Вселенной, в течение которого объединяются фундаментальные взаимодействия: эру Планка.
Эра Планковская эра - это эпоха во Вселенной, происходящая сразу после Большого ВзрываУравнения Эйнштейна в рамках общей теории относительности приводят к начальной гравитационной сингулярности, когда дело доходит до рассмотрения начала Вселенной. В этом контексте эра Планка обозначает период, наступивший сразу после рождения Вселенной из этой сингулярности. Он назван в честь Макса Планка, чьи работы в области квантовой механики способствовали теоретическому оформлению этого периода.
Согласно теоретическим моделям, в эту эпоху три фундаментальных взаимодействия Стандартной модели - электромагнетизм, слабые и сильные ядерные взаимодействия - и гравитация, объединены В эпоху Планка преобладали квантовые гравитационные эффекты, это почему модель Большого взрыва должна быть расширена или изменена. Действительно, Большой взрыв построен на общей теории относительности, которая описывает Вселенную только в макроскопическом масштабе, без учета квантовых явлений. Таким образом, теория квантовой гравитации необходима для объединения общей теории относительности и квантовой механики, а также « теория всего», чтобы описать объединение четырех фундаментальных взаимодействий.
Принято считать, что продолжительность планковской эры равна планковскому времени, т.е. 10-43 секунда Однако последовательность космологических событий, происходящих в этот период времени, чрезвычайно сложно определить, поскольку понятия времени и пространства теряют свой классический физический смысл. Геометрия Вселенной все еще «конструируется» и описывается по-разному в соответствии с современными теориями. В теории суперструн в этот период измерения заперты в струнах и еще не размотаны. В петлевой квантовой гравитации спиновая пена только начинает появляться.
Что касается времени, то оно теряет свой характер реального и потенциально становится воображаемым; прилагательные «реальный» и «воображаемый» здесь следует понимать в математическом смысле этого термина. Действительно, в математике мнимые числа могут быть представлены перпендикулярно действительным числам на комплексной плоскости; можно одинаково представлять реальное и мнимое время. Воображаемое время - это не причинное время, идущее по термодинамической стрелке от прошлого к будущему, а время, в котором прошлое/настоящее/будущее перемешаны, без привилегированного направления
Этот период также характеризуется своей энергией, равной планковской энергии, т.е. 1,956×10 9 J или 1019 ГэВ Хорошо, что топология пространство-время еще не определено, эпоху Планка можно уподобить мембране чистой энергии около 20 микрограммов и длины, равной планковской длине, т.е.1.62 10-35 м Температура внутри этой мембраны порядка Планковская температура, т.е. 1.417×10 32 °CОпять же, структура мембраны зависит от рассматриваемой теории. Он рассматривается только в теории суперструн, где он состоит из конденсата вибрирующих струн.
Ввиду этих непропорциональных значений современные физические теории не могут описать ситуацию во Вселенной в этот период, как если бы они натолкнулись на теоретический барьер. Вот почему комбинация планковской энергии, длины, времени и температуры образует то, что известно как « планковская стена», которая образует концептуальную стену для наблюдений и теоретических модели.
Поскольку в эпоху Планка строилась топологическая структура Вселенной, некоторые вакуумные симметрии могут нарушаться во время резких фазовых переходов. Эти нарушение симметрии могут привести к возникновению топологических дефектов Таким образом, некоторые модели предсказывают, что для например, существование магнитных монополей
Магнитные монополи теоретизированы Полем Дираком в 1931 году в контексте квантовой механики и соответствуют частицам, несущим точечный магнитный заряд, т.е. имеющим один магнитный полюс. Также возможно, что в это время присутствовали инстантоны. Инстантоны, введенные Жераром ‘т Хофтом в 1975 году, представляют собой евклидовы конфигурации полей, соответствующие эффектам квантового туннелирования между пустотами.
Возможно также, что под экстремальной плотностью энергии могли образоваться виртуальные черные дыры. В квантовой механике виртуальная черная дыра - это черная дыра, рожденная флуктуациями квантового вакуума, с массой порядка планковской массы и временем жизни порядка планковского времени.