플랑크 밀도
플랑크 밀도(Planck density)는 물리학에서 플랑크 단위계에 기반한 극단적인 물질 밀도를 나타내는 개념이다. 플랑크 질량 $m_{\mathrm{P}}$을 플랑크 길이 $l_{\mathrm{P}}$의 세제곱, 즉 플랑크 부피 $V_{\mathrm{P}} = l_{\mathrm{P}}^{3}$ 로 나눈 값으로 정의된다.
$$ \rho_{\mathrm{P}} = \frac{m_{\mathrm{P}}}{l_{\mathrm{P}}^{3}} = \frac{c^{5}}{\hbar G^{2}} $$
여기서
- $c$는 진공광속,
- $\hbar$는 감소된 플랑크 상수,
- $G$는 중력 상수이다.
수치적으로는 약 $5.155\times10^{96}\ \mathrm{kg/m^{3}}$ 로, 현재 알려진 물리적 조건에서 도달할 수 있는 가장 높은 밀도 중 하나이다. 플랑크 밀도는 주로 빅뱅 초기 순간(플랑크 시대)이나 블랙홀 특이점과 같이 양자 중력 효과가 지배적인 상황을 이론적으로 논의할 때 사용된다.
주요 특징
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 정의 | 플랑크 질량을 플랑크 부피로 나눈 값 |
| 공식 | $\rho_{\mathrm{P}} = c^{5} / (\hbar G^{2})$ |
| 수치 | $\approx 5.155\times10^{96}\ \mathrm{kg/m^{3}}$ |
| 적용 분야 | 초기 우주론, 양자 중력, 특이점 이론 등 |
플랑크 밀도는 현재 실험적으로 측정할 수 있는 범위를 훨씬 초과하는 이론적 한계값이며, 양자 중력 이론을 탐구하는 데 있어 기준 척도로 활용된다.
