Unidades naturais

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Em física, unidades naturais são unidades físicas de medida definidas em termos de constantes físicas universais. Dessa maneira, quaisquer constantes físicas escolhidas tomam o valor de 1 quando expressos em termos de um conjunto particular de unidades naturais.

Unidades naturais representam expressões algébricas particulares elegantemente simplificadas aparecendo em leis físicas ou a normalização de algumas grandezas físicas escolhidas que são propriedades de partículas elementares universais e que devem razoavelmente se acreditar serem constantes. Contudo, o que pode ser apenas uma hipótese, acredita-se e força-se a serem constantes em um sistema de unidades naturais, e pode muito bem ser permitido ou mesmo variável em outro sistema natural de unidades. Unidades naturais são naturais porque a origem de sua definição advém somente de propriedades da natureza e não de qualquer constructo humano. Unidades de Planck são frequentemente, sem qualificação, chamadas "unidades naturais" mas são somente um sistema de unidades entre outros sistemas. Unidades de Planck podem ser consideradas únicas no que tal sistema de unidades não é baseado em propriedades de qualquer protótipo (no sentido de "modelo físico"), objeto, ou partícula mas são baseadas somente em propriedades do espaço livre.

Como com qualquer conjunto de unidades básicas ou unidades fundamentais, as unidades básicas de um conjunto de unidades naturais irá incluir definições e valores para comprimento, massa, tempo, temperatura, e carga elétrica. Alguns físicos não têm reconhecido a temperatura como uma dimensão fundamental de grandeza física, já que ela simplesmente expressa a energia por grau de liberdade de uma partícula a qual pode ser expressa em termos de energia (ou massa, comprimento e tempo). Virtualmente cada sistema de unidades naturais normaliza a constante de Boltzmann a k=1, a qual pode ser entendido como simplesmente outra expressão da definição da unidade de temperatura. Em acréscimo, alguns físicos reconhecem carga elétrica como um dimensão fundamental isolada de grandeza física, mesmo se ela tenha sido expressa em termos de massa, comprimento e tempo em sistemas de unidades tais como o sistema eletrostático "CGS". Virtualmente cada sistema de unidades normaliza a permissividade do espaço livre a ε₀=(4π)^-1, a qual pode ser entendido como uma expressão da definição de unidade de carga. Isto sugere que a controversa^[1] adoção em unidades CGS e subsequentemente unidades SI da ideia de Georgi de expressar a lei de Coulomb não como F=kq₁q₂/r² mas numa "racionalizada" forma de F= (4πε₀)^-1q₁q₂/r² pode não ter sido a "escolha mais natural" de todas.