211service.com
Jak Hubble mógł wykryć pianę kwantową?
Pomysł, że czasoprzestrzeń jest kwantowana w skali Plancka, istnieje od prawie czasu, odkąd fizycy próbowali pogodzić ogólną teorię względności z mechaniką kwantową. W latach 60. John Wheeler ukuł termin pianka kwantowa, aby opisać skwantowaną strukturę wszechświata w odległości około 10^-35 metrów.
Jednym z pytań, które od tamtego czasu zajmowało fizyków, jest to, jak wykryć tę pienistą strukturę. Dzisiaj Wayne Christiansen z University of North Carolina w Chapel Hill i kilku kumpli twierdzą, że różne duże teleskopy są bliskie wykonania pomiarów, które mogłyby udowodnić istnienie piany kwantowej lub nałożyć istotne ograniczenia na jej strukturę.
Myślenie przebiega tak. Jedną z konsekwencji kwantyzacji czasoprzestrzeni jest to, że nakłada ona fundamentalne ograniczenia na dokładność pomiaru odległości.
Wyobraź sobie więc, że chcesz zmierzyć odległość za pomocą wiązki światła. Na to światło wpłynie struktura czasoprzestrzeni, a jego front falowy nabierze podobnej struktury piankowej. Ogranicza to dokładność pomiarów odległości, które można wykonać za pomocą tego światła.
Wpływa również na sposób, w jaki powinno pojawiać się światło ze źródła punktowego, ponieważ czoło fali ma losowy element spieniony. W efekcie piana czasoprzestrzenna tworzy widzący dysk, mówi Christiansen i spółka, i powinno to być widoczne na obrazach pewnych odległych źródeł punktowych.
Kłopot polega na tym, że efekt jest tak mały, że jest widoczny tylko na obrazach obiektów z naprawdę kosmologicznych odległości.
Ale to w porządku, mówią Christiansen i spółka, ponieważ Kosmiczny Teleskop Hubble'a sfotografował dokładnie takie obiekty, które są wystarczająco daleko, aby zademonstrować efekt. Obiekty te, znane jako kwazary o dużym przesunięciu ku czerwieni, pojawiają się na obrazie znanym jako Ultragłębokie Pole.
Ich artykuł ocenia dziś te kwazary w ultragłębokim polu, aby określić, w jakim stopniu wykazują one dowody na pianę kwantową.
A oto rzecz: Christiansen i przyjaciele twierdzą, że te kwazary są rozmyte dokładnie tak, jak można się spodziewać po pianie kwantowej w niektórych rodzajach modeli wszechświata. Mówią, że rozmycie jest na poziomie zgodnym z modelem pianki czasoprzestrzennej.
Ale to nie jest rozstrzygające, ponieważ rozmycie mogło być również spowodowane innymi efektami, takimi jak inne medium rozpraszające, takie jak pył w odległości między nimi. Inną możliwością jest to, że kwazar może nie być prawdziwym źródłem punktowym, a rozmycie odzwierciedla strukturę samego kwazara.
Są to pytania, które może rozwiązać kolejna runda obserwacji. Niedawny remont Hubble'a dał mu możliwość dokonywania lepszych pomiarów. A Interferometr Bardzo Dużego Teleskopu, który jest obecnie budowany, może również wnieść cenny wkład, gdy zostanie ukończony.
Co oznacza, że możemy być bliscy znalezienia pierwszego dowodu na piankowatą strukturę czasoprzestrzeni. Obszar do obejrzenia.
Nr ref.: arxiv.org/abs/0912.0535 : Kosmiczne spojrzenie na piankę czasoprzestrzeni