藝術家對黑洞的印象。黑洞外發生了什麼我們都很清楚，但在黑洞內部，我們遇到了基礎物理的極限……還有潛在的，支配宇宙本身的法則。

如果你把宇宙中的物質分成越來越小的成分，當你遇到一個基本的、不可分割的粒子時，你最終會達到一個極限。所有的宏觀物體都可以分為分子，然後是原子，然後是電子和原子核，然後是質子和中子，最後，在它們裡面有夸克和膠子。電子、夸克和膠子是不能被分割成更小的基本粒子的例子。但是，空間和時間本身怎麼會有這些相同的限制呢？為什麼這些單位（普朗克單位）不能進一步分解？

要理解普朗克單位從何而來，需要思考支配現實的兩個定律：廣義相對論和量子物理學。

時空結構，用波紋和由質量引起的變形來說明。引力常數G和光速c是廣義相對論的基礎。

廣義相對論將宇宙中存在的物質和能量與時空結構的曲率和變形聯絡起來。量子物理學描述了不同的粒子和場如何在時空結構中相互作用，包括在非常小的尺度上。有兩個基本的物理常數在廣義相對論中起作用：G——宇宙的引力常數和c——光速。G出現是因為它設定了時空因物質和能量而變形的量；出現c是因為引力相互作用以光速透過時空傳播。

所有無質量粒子都以光速運動，包括光子、膠子和引力波，它們分別攜帶著電磁、強核和引力相互作用。

在量子力學中，也出現了兩個基本常數：c和h，其中h是普朗克常數。c是所有粒子的速度極限，是所有無質量粒子必須運動的速度，也是任何相互作用可以傳播的最快速度。普朗克常數h，對於描述量子能級粒子間的相互作用、以及可能產生的結果的數量是如何被量子化是非常重要的。繞質子運動的電子可以有任意數量的能級，但它們是以離散的步驟進行的，這些步驟的大小由h決定。

對應於氫原子內部不同狀態的能級和電子波函式。能級量子化的公式依賴於普朗克常數。

把這三個常量放在一起：G、c和h，可以用它們的各種組合來構造一個長度尺度、一個質量和一個時間段。這些分別被稱為普朗克長度、普朗克質量和普朗克時間。一般來說，量子效應是指長度、質量和時間尺度是普朗克級別的。有很好的理由相信這是真的，而且很容易看出原因。

儘管x射線觀測對空間的粒度設定了限制，但它們還沒有深入到普朗克尺度。

假設你有一個質量一定的粒子。你可以問自己，“如果我的粒子有這麼大的質量，它需要被壓縮到多大的體積才能變成黑洞？”你也可以問，“如果我有一個這麼大的黑洞，一個以光速運動的粒子要經過同樣的距離需要多長時間？”。普朗克質量，普朗克長度和普朗克時間正好對應這些值：普朗克質量的黑洞具有普朗克長度的物理尺寸，並且有穿越普朗克時間的光傳播時間。