Astronomi uten et teleskop - Granularity

Pin
Send
Share
Send

Den veldig små bølgelengden til gammastråle-lys gir potensialet til å få høyoppløsningsdata om veldig fine detaljer - kanskje til og med detaljer om kvantesubstrukturen i et vakuum - eller med andre ord granulariteten i tomt rom.

Kvantefysikk antyder at et vakuum er alt annet enn tomt, med virtuelle partikler som jevnlig dukker inn og ut av eksistensen innen Planck øyeblikkelig tid. Den foreslåtte tyngdekraften av partikkelen krever også gravitonpartikler for å formidle gravitasjonsinteraksjoner. Så for å støtte en teori om kvantetyngdekraft, bør vi forvente å finne bevis på en grad av granularitet i romtidens underbygning.

Det er mye aktuell interesse for å finne bevis på brudd på Lorentz invarians - der Lorentz invariance er et grunnleggende prinsipp i relativitetsteorien - og (blant annet) krever at lysets hastighet i et vakuum alltid skal være konstant.

Lyset bremses når det går gjennom materialer som har en brytningsindeks - som glass eller vann. Vi forventer imidlertid ikke at slike egenskaper skal stilles ut med et vakuum - bortsett fra, ifølge kvante teori, på overmåte små planck-skalaenheter.

Så teoretisk sett kan vi forvente at en lyskilde som sender over alle bølgelengder - det vil si alle energinivåer - får den veldig høye energien, veldig korte bølgelengdedelen av sitt spekter påvirket av vakuumunderstrukturen - mens resten av spekteret ikke er ' t så berørt.

Det er i det minste filosofiske problemer med å tilordne en strukturell sammensetning til vakuumet i rommet, siden det da blir en bakgrunnsreferanseramme - lik den hypotetiske lysende eteren som Einstein avviste behovet for ved å etablere generell relativitet.

Ikke desto mindre håper teoretikere å forene det nåværende skjemmet mellom storskala generell relativitet og småskala kvantefysikk ved å etablere en evidensbasert teori om kvantetyngdekraft. Det kan hende at småskala Lorentz invariansbrudd vil bli funnet å eksistere, men at slike brudd vil bli irrelevante i store skalaer - kanskje som et resultat av kvantedekoherens.

Kvantedekoherens kan tillate at storskala universet forblir i samsvar med generell relativitet, men fremdeles kan forklares med en samlende kvantegravitasjonsteori.

19. desember 2004 oppdaget det rombaserte INTEGRAL gammastråleobservatoriet Gamma Ray Burst GRB 041219A, et av de lyseste slike utbrudd på rekorden. Den strålende utgangen fra gammastråleutbruddet viste indikasjoner på polarisering - og vi kan være trygge på at eventuelle kvantumnivåeffekter ble understreket av at utbruddet skjedde i en annen galakse og at lyset fra den har reist gjennom mer enn 300 millioner lysår av vakuum for å nå oss.

Uansett hvilken grad av polarisering som kan tilskrives understrukturen i vakuumet, ville bare være synlig i gammastrålepartiet av lysspekteret - og det ble funnet at forskjellen mellom polarisering av gammastrålebølgelengder og resten av spekteret var ... vel, ikke påvisbar.

Forfatterne av en fersk artikkel om INTEGRAL data hevder at den oppnådde oppløsning ned til Planck-skalaer, og var 10-35 meter. Faktisk begrenser INTEGRALs observasjoner muligheten for kvantegranularitet ned til et nivå på 10-48 meter eller mindre.

Elvis har kanskje ikke forlatt bygningen, men forfatterne hevder at dette funnet burde ha en stor innvirkning på nåværende teoretiske alternativer for en kvantetyngdeteori - sende ganske mange teoretikere tilbake til tegnebrettet.

Videre lesning: Laurent et al. Begrensninger for brudd på Lorentz invariance ved bruk av INTEGRAL / IBIS observasjoner av GRB041219A.

Pin
Send
Share
Send

Se videoen: Thorium. (November 2024).