Gyles Lewis
0 
4197
772
Najmniejszy możliwy do wyobrażenia okres nie może przekraczać jednej milionowej miliardowej miliardowej miliardowej części sekundy. Jest to zgodne z nową teorią opisującą implikacje wszechświata posiadającego podstawową właściwość podobną do zegara, którego tyknięcia oddziałują z naszymi najlepszymi czasomierzami atomowymi..
Taki pomysł mógłby pomóc naukowcom zbliżyć się do przeprowadzania eksperymentów, które oświetliłyby teorię wszystkiego, nadrzędną strukturę, która pogodziłaby dwa filary fizyki XX wieku - mechanikę kwantową, która przygląda się najmniejszym istniejącym obiektom i względność Alberta Einsteina. , który opisuje te najbardziej masywne.
Związane z: 18 największych nierozwiązanych zagadek w fizyce
Większość z nas ma poczucie upływu czasu. Ale czym właściwie jest czas?
„Nie wiemy” - powiedział Martin Bojowald, fizyk z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii w University Park. „Wiemy, że rzeczy się zmieniają i opisujemy tę zmianę w czasie”.
Fizyka przedstawia dwa sprzeczne spojrzenia na czas - dodał. Jeden, wywodzący się z mechaniki kwantowej, mówi o czasie jako parametrze, który nigdy nie przestaje płynąć w stałym tempie. Drugi, wywodzący się z teorii względności, mówi naukowcom, że czas może się kurczyć i rozszerzać dla dwóch obserwatorów poruszających się z różnymi prędkościami, którzy nie zgadzają się co do odstępu między wydarzeniami.
W większości przypadków ta rozbieżność nie jest szczególnie ważna. Oddzielne dziedziny opisane przez mechanikę kwantową i teorię względności prawie się nie pokrywają. Ale niektórych obiektów - takich jak czarne dziury, które kondensują olbrzymią masę w niewyobrażalnie małej przestrzeni - nie można w pełni opisać bez teorii wszystkiego, co nazywa się grawitacją kwantową..
powiązana zawartość- 18 największych nierozwiązanych zagadek w fizyce
- Największe znaleziska z czarnej dziury
- Od Wielkiego Wybuchu do współczesności: Migawki naszego wszechświata w czasie
W niektórych wersjach grawitacji kwantowej sam czas byłby kwantowany, co oznacza, że byłby zbudowany z dyskretnych jednostek, które byłyby podstawowym okresem czasu. Wyglądałoby to tak, jakby wszechświat zawierał leżące u jego podstaw pole, które ustala minimalną częstotliwość taktowania dla wszystkiego w jego wnętrzu, coś w rodzaju słynnego pola Higgsa, z którego powstaje bozon Higgsa, który nadaje masę innym cząstkom. Ale w przypadku tego uniwersalnego zegara „zamiast dostarczać masy, zapewnia czas” - powiedział Bojowald.
Modelując taki uniwersalny zegar, on i jego koledzy byli w stanie wykazać, że miałoby to wpływ na zbudowane przez człowieka zegary atomowe, które wykorzystują wahadłowe oscylacje niektórych atomów, aby zapewnić nam najlepsze pomiary czasu. Zgodnie z tym modelem tyki zegarów atomowych czasami nie byłyby zsynchronizowane z tyknięciami zegara uniwersalnego.
Ograniczyłoby to precyzję pomiarów czasu pojedynczego zegara atomowego, co oznacza, że dwa różne zegary atomowe mogą ostatecznie nie zgadzać się co do tego, jak długo minął okres czasu. Biorąc pod uwagę, że nasze najlepsze zegary atomowe są zgodne ze sobą i mogą mierzyć takty tak małe jak 10 ^ (minus 19) sekund lub jedną dziesiątą miliardowej miliardowej części sekundy, podstawowa jednostka czasu nie może być większa niż 10 ^ ( minus 33) sekundy, według artykułu zespołu, który ukazał się 19 czerwca w czasopiśmie Physical Review Letters.
„To, co najbardziej podoba mi się w tym artykule, to dokładność modelu” - powiedział Esteban Castro-Ruiz, fizyk kwantowy z Université Libre de Bruxelles w Belgii, który nie brał udziału w pracach. „Dostają rzeczywistą granicę, którą można w zasadzie zmierzyć i uważam to za niesamowite”.
Dodał, że badania tego typu wydają się być niezwykle abstrakcyjne, więc miło było zobaczyć konkretny wynik z obserwacyjnymi konsekwencjami dla grawitacji kwantowej, co oznacza, że teorię można kiedyś przetestować..
Podczas weryfikacji, że taka podstawowa jednostka czasu istnieje poza naszymi obecnymi możliwościami technologicznymi, jest ona bardziej dostępna niż poprzednie propozycje, takie jak czas Plancka, stwierdzili naukowcy w swoim artykule. Wyprowadzony z fundamentalnych stałych, czas Plancka ustawiłby najmniejsze mierzalne tiki na 10 ^ (minus 44) sekund, czyli dziesięć tysięcznych miliardowej miliardowej miliardowej miliardowej miliardowej części sekundy, według Wszechświata Dzisiaj.
To, czy jest jakiś okres krótszy niż czas Plancka, jest przedmiotem dyskusji, ponieważ ani mechanika kwantowa, ani teoria względności nie mogą wyjaśnić, co dzieje się poniżej tej skali. „Nie ma sensu mówić o czasie poza tymi jednostkami, przynajmniej w naszych obecnych teoriach” - powiedział Castro-Ruiz.
Ponieważ sam wszechświat powstał jako masywny obiekt w małej przestrzeni, która następnie szybko się rozszerzyła, Bojowald powiedział, że obserwacje kosmologiczne, takie jak dokładne pomiary kosmicznego mikrofalowego tła, reliktu z Wielkiego Wybuchu, mogą pomóc ograniczyć podstawowy okres czasu do jeszcze mniejszy poziom.
Zobacz wszystkie komentarze (3)