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美媒:太空中或充满“量子泡沫”

时间:2017年08月09日 信息来源:参考消息 点击: 【字体:

参考消息网8月8日报道 美媒称,用显微镜看太空,你会看到什么?什么都没有。放大1000倍,什么都没有。再放大100万倍,还是什么都没有。放大10亿倍,绝对什么都没有。

据美国趣味科学网站8月5日报道,此时,一般人或许会觉得,太空里实际上什么都没有。毕竟,这在直觉上是合理的。此外,目前显微镜的放大能力远没有这么大。

然而,量子物理学家不是普通人。在理论工具的帮助下,他们继续放大倍数,并让视线深入空荡荡的太空,直到突然看到了一些东西。

那些东西就是一大堆混在一起的虚粒子,这团东西被称为量子泡沫。量子物理学家说,虚粒子在时空结构中作为飞逝的波动短暂地存在,就像啤酒沫中的气泡。

美国佛罗里达理工学院的物理学和太空科学教授埃里克·珀尔曼说:“量子泡沫内的‘气泡’的大小是原子核的千万亿分之一,且只持续无穷小的时间,或用‘量子领域的话来说’,就是大小用普朗克长度衡量,持续时间用普朗克时间衡量。”

报道称,这么小的东西显然还未被人直接观察到。为什么我们可以相当肯定这种量子泡沫存在?1947年荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔和德克·珀尔德预言了如何找到最重要的证据之一。美国国立费米加速器实验室的资深实验物理学家唐·林肯向记者解释了所谓的“卡西米尔效应”:“他们推想,如果量子泡沫是真实存在的,那么这些粒子应该存在于太空中的任何地方。此外,由于粒子还有波的性质,那么各处都应该存在波。因此他们想象存在两个平行并相互靠近的金属盘。量子泡沫存在于盘子之间和它们之外。但由于两个盘子相互靠近,盘子之间只可能存在短波,而盘子之外可能存在短波和长波。由于这种不平衡,盘子外过量的波的能量应会超过盘子之间数量不多的波,从而将两个盘子推到一起。”

该预言首次提出30年后,人们从定性角度观察到了这一效应。1997年,这一效应得到了精确测量。

报道称,有一种理论认为,太空在诞生之初就是一团多泡而混乱的东西。这一理论对我们理解宇宙产生了巨大影响。

报道称,令人信服地说明量子泡沫是否存在,这对于弄清现实世界的真正本质非常有益。但正如科学界常常发生的情况那样,最近的实验结果互不一致。验证量子泡沫是否存在的一个可能途径,是测量星球爆炸喷出的光子运行较远距离要花多长时间。如果时空是平直和光滑的,从同一源头发出的两个光子应该花同样的时间走完一个既定的距离。但如果时空是多泡的,一个光子的速度可能会因为轻微的扰动而变慢。2009年的一项分析发现,来自同一伽马射线暴的高能和低能光子到达一个既定位置所花的时间不同。但两个后续的分析显示,两种光子花费的时间几乎没有差别。这显示时空是光滑的,至少不是多泡的。

然而,没有哪个实验能通过足够具体地测量来排除量子泡沫存在的可能性。要弄清真相,我们或许必须等待出现一个能看到以普朗克长度衡量的物体的显微镜,而制造这样的设备将是一项艰巨任务。


(作者:佚名)
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