Trong vật lý hạt và vũ trụ học vật lý, quy mô Planck (hay thang Planck) mô ta những thứ ở mức năng lượng vào khoảng 1,22 × 1019 GeV (năng lượng Planck, tương ứng với tương đương khối lượng–năng lượng của khối lượng Planck, 2,17645 × 10−8 kg) mà khi đó hiệu ứng lượng tử của lực hấp dẫn trở nên đáng kể. Ở quy mô này, những lý thuyết hiện có về tương tác hạt sử dụng lý thuyết trường lượng tử không còn đúng nữa, do tác động của sự không thể tái chuẩn hóa của lực hấp dẫn trong những lý thuyết hiện nay.

Mối quan hệ với lực hấp dẫn

Tại quy mô của độ dài Planck, độ lớn của lực hấp dẫn được cho là sẽ tương đương với những lực khác, và có lý thuyết cho rằng tất cả lực cơ bản sẽ hợp nhất ở quy mô này, mặc dù cơ chế chính xác cho sự hợp nhất này chưa được biết rõ. Quy mô Planck này là nơi tác động của hấp dẫn lượng tử trở nên đáng kể trong các tương tác cơ bản, và các tính toán và cách tiếp cận hiện nay sụp đổ.[30][31]

Trong khi các nhà vật lý hiểu biết khá rõ về sự tương tác của các lực cơ bản khác ở mức độ lượng tử, lực hấp dẫn lại có nhiều vấn đề hơn hẳn và không thể kết hợp với cơ học lượng tử ở mức năng lượng rất cao sử dụng lý thuyết trường lượng tử. Khi ấy, cần phải có một lý thuyết hấp dẫn lượng tử để giải quyết vấn đề này. Một số cách tiếp cận khác bao gồm lý thuyết dây và thuyết M, hấp dẫn lượng tử vòng, hình học không giao hoán, và cơ học lượng tử p-adic.[32]

Trong vũ trụ học

Trong vũ trụ học Big Bang, kỷ nguyên Planck hay thời kỳ Planck là giai đoạn sớm nhất của Vụ Nổ Lớn, trước khi vũ trụ có tuổi đời bằng một thời gian Planck, tP, xấp xỉ 10−43 giây.[33] Không có lý thuyết vật lý nào hiện nay có thể mô tả khoảng thời gian ngắn như vậy, và không rõ khái niệm thời gian có ý nghĩa gì với giá trị nhỏ hơn thời gian Planck. Các nhà vật lý cho rằng hiệu ứng lượng tử của lực hấp dẫn thống trị các tương tác vật lý trong trường hợp đó. Ở quy mô này, lực thống nhất của Mô hình chuẩn được xem là hợp nhất với lực hấp dẫn. Cực kỳ nóng và đặc, kỷ nguyên Planck được nối tiếp bởi kỷ nguyên thống nhất lớn, nơi lực hấp dẫn bị tách khỏi lực thống nhất của Mô hình chuẩn, theo sau bởi kỷ nguyên lạm phát, kết thúc sau khoảng 10−32 giây (hay 1010 tP).[34]

So với kỷ nguyên Planck, vũ trụ quan sát được hiện nay khi biểu diễn bằng đơn vị Planck trông rất tột cùng:[35][36]

Sự xuất hiện các con số lớn gần bằng hoặc liên quan tới 1060 trong bảng trên là một điều ngẫu nhiên làm một số nhà lý thuyết tò mò. Đó là một ví dụ về kiểu số lớn tình cờ khiến một số nhà vật lý như Eddington và Dirac phát triển một giả thuyết vật lý khác (như là vận tốc ánh sáng thay đổi hay giả thuyết G biến thiên của Dirac).[37] Sau khi hằng số vũ trụ được đo đạc năm 1998, xấp xỉ bằng 10−122 trong đơn vị Planck, người ta thấy rằng con số này gần bằng nghịch đảo của bình phương tuổi của vũ trụ.[38] Barrow và Shaw (2011) đề xuất một lý thuyết khác mà trong đó Λ là một trường thay đổi sao cho giá trị của nó Λ ~ T−2 trong suốt lịch sử của vũ trụ.[39]