量子引力的关键可能潜伏在宇宙的阴霾中

时间:2017-04-04 05:07:20166网络整理admin

作者:Joshua Sokol时空的泡沫本质可能会模糊宇宙如果我们对宇宙中途伽马射线爆发的看法本质上是模糊的,正如一些人预测的那样,那么这些观察可以帮助统一理论物理学的两大支柱:量子力学和广义相对论这两个理论不同意宇宙的质地,相对论说时空是平滑的,量子力学声称它是颗粒状的,特别是在小尺度上与弦理论一样,建立和平的“量子引力”方案众所周知难以测试但这并没有阻止天文学家尝试利用来自遥远星系的高能光观测,两项研究对量子引力的关键预测进行了限制:时空应近距离泡沫化这种“量子泡沫”只会出现在10-35米的尺度上,太小而无法直接观察到但它可能足以让我们在整个宇宙中观察它对光子的影响加拿大国家研究委员会的Eric Steinbring说:“它们的扰动非常小,但它们相加了”明显的模糊将有助于证明关于量子引力如何工作的一些关键假设,或者甚至允许我们区分竞争理论 2003年,位于亨茨维尔的阿拉巴马大学的理查德·列努(Richard Lieu)在哈勃太空望远镜的星系光学图像中寻找这种模糊,但没有发现任何重要因素其他人则认为,我们观察远处物体的能力一定意味着泡沫的影响必须是微弱的或根本不存在的但Steinbring说,高能光子 - 属于伽马射线和X射线 - 可能会被量子泡沫中更弱的波动所扰乱他调整了方程式,描述了当光子穿过太空时由泡沫引起的微小不确定性如何加起来,并将他的预测与美国宇航局费米望远镜的伽马射线数据进行了比较他说,结果与一些模糊是一致的在另一项研究中,佛罗里达理工学院的Eric Perlman及其同事将量子泡沫模糊的计算机模拟与钱德拉X射线天文台的观测结果进行了比较 Perlman的结果更加悲观:他的团队并没有按照Steinbring的方式调整方程式,并且在Chandra数据中看不到显着的模糊但事实上,我们可以看到这些来源,这意味着泡沫的影响不足以使它们完全模糊,允许Perlman排除一些更具戏剧性的模型版本 “我们同意Steinbring的结果,但我们对它进行了不同的调整,”Perlman说 Lieu说,这两项努力都是向前迈出的重要一步,“我认为这是一个很有希望的结果量子引力是最令人兴奋的“期刊参考文献:Steinbring论文:arxiv.org/abs/1502.03745(出现在天体物理学杂志上); Perlman论文:arxiv.org/abs/1411.7262有关这些主题的更多信息: