211service.com
Jak mohl Hubble zaznamenat kvantovou pěnu
Myšlenka, že časoprostor je kvantován na Planckově měřítku, existuje téměř tak dlouho, jak se fyzici pokoušeli uvést do souladu obecnou relativitu a kvantovou mechaniku. V 60. letech 20. století zavedl John Wheeler termín kvantová pěna, aby popsal kvantovanou strukturu vesmíru ve vzdálenostech přibližně 10^-35 metrů.
Jedna otázka, která od té doby zaměstnává fyziky, je, jak tuto pěnovou strukturu detekovat. Dnes Wayne Christiansen z University of North Carolina v Chapel Hill a několik kamarádů říkají, že různé velké teleskopy jsou na pokraji toho, aby byly schopny provést měření, která by mohla prokázat existenci kvantové pěny nebo klást důležité limity na její strukturu.
Myšlení probíhá takto. Jedním z důsledků kvantování časoprostoru je to, že klade zásadní limit na to, jak přesně lze měřit vzdálenosti.
Představte si tedy, že chcete měřit vzdálenost pomocí paprsku světla. Toto světlo bude ovlivněno strukturou časoprostoru a jeho vlnoplocha získá podobně pěnovitou strukturu. To omezuje přesnost měření vzdálenosti, která lze s tímto světlem provést.
Ovlivňuje také způsob, jakým by se světlo z bodového zdroje mělo objevit, protože vlnoplocha má náhodný pěnový prvek. Ve skutečnosti, časoprostorová pěna vytváří viditelný disk, říká Christiansen a spol., a to by mělo být viditelné na snímcích určitých vzdálených bodových zdrojů.
Problém je v tom, že efekt je tak nepatrný, že je viditelný pouze na snímcích objektů na skutečně kosmologické vzdálenosti.
To je však v pořádku, říkají Christiansen a spol., protože Hubbleův vesmírný dalekohled vyfotografoval přesně ty druhy objektů, které jsou dostatečně daleko, aby demonstrovaly účinek. Tyto objekty známé jako kvasary s vysokým červeným posuvem se objevují na snímku známém jako Ultra Deep Field.
Jejich článek dnes hodnotí tyto kvasary v ultra hlubokém poli, aby určil, do jaké míry vykazují důkazy o kvantové pěně.
A tady je jedna věc: Christiansen a kamarádi říkají, že tyto kvasary jsou rozmazané přesně tak, jak byste očekávali od kvantové pěny v určitých typech modelů vesmíru. Rozmazání je na úrovni konzistentní s modelem časoprostorové pěny, říkají.
Ale to není přesvědčivé, protože rozmazání mohlo být způsobeno také jinými efekty, jako je nějaké jiné rozptylové médium, jako je prach v mezilehlé vzdálenosti. Další možností je, že kvasar nemusí být skutečným bodovým zdrojem a rozmazání odráží strukturu samotného kvasaru.
To jsou otázky, které může vyřešit další kolo pozorování. Nedávná úprava HST umožnila provádět lepší měření. A velmi velký dalekohledový interferometr, který je nyní ve výstavbě, by mohl být také cenným přínosem, až bude dokončen.
Což znamená, že bychom mohli být na pokraji nalezení prvního důkazu pěnovité struktury časoprostoru. Oblast ke sledování.
Ref: arxiv.org/abs/0912.0535 : Cosmic Peek at Spacetime Foam