Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 25.09.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

С помощью "Чандры" и "Ферми" уточнены параметры пространственно-временной пены

С помощью «Чандры» и «Ферми» уточнены параметры пространственно-временной пены
shortstoryf

Команда учёных, наблюдая с помощью рентгеновских и гамма приборов за некоторыми самыми далёкими объектами во Вселенной, попыталась лучше понять природу пространства-времени. В результате проведённой работы исследователи попытались установить пределы для квантовой природы, или «пенистости», пространства-времени на чрезвычайно малых масштабах. Эти данные были получены на основе информации от рентгеновской обсерватории «Чандра», гамма-обсерватории «Ферми» и наземных гамма-исследований с помощью решётки VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array).

Пространственно-временная пена

В верхней части изображения показаны шесть квазаров, которые наблюдал аппарат «Чандра». Внизу — представление художника о том, как может выглядеть пространственно-временная пена. Источник: NASA/CXC/FIT/E.Perlman et al, Illustration: NASA/CXC/M.Weiss

На самом малом масштабе, который мы только можем себе вообразить и который можем измерить, пространство-время, которое представляет собой четырёхмерную систему в виде трёх измерений и времени, выглядит гладким и структурированным. Однако, определённые аспекты квантовой механики, которую учёные считают очень успешной теорией, способной объяснить физику атомов и субатомных частиц, предсказывают, что пространство-время не будет гладким. Скорее оно будет иметь пенистую, неровную структуру и будет состоять из многих маленьких, постоянно меняющихся, областей, для которых само пространство-время будет не единым, а колеблющимся.

«Есть один способ представить себе пространственно-временную пену: если вы летите на самолёте над океаном, то с большой высоты он выглядит абсолютно гладким. Однако, если вы снижаетесь достаточно низко, то видите волны, а если ещё ниже, то и пену с крошечными пузырями, которые постоянно колеблются. Очень странным является то, что если применять такую трактовку к понятию пространства-времени, то даже будь у нас самолёт в масштабе, сопоставимым с атомом, то даже тогда эта пена выглядела бы так, как будто мы летим на очень большой высоте над океаном», — Эрик Перлман из Технологического института Флориды.

Предсказанный масштаб такой квантовой пены лежит в пределах одной миллиардной части диаметра ядра атома водорода, таким образом, её нельзя наблюдать непосредственно. Однако, если у пространства-времени действительно существует пенистая структура, то есть и определённые ограничения на точность измерения расстояния, потому что размер многих квантовых пузырей, через которые проходит свет, постоянно колеблется. И в зависимости от того, какая модель пространства-времени используется, эта неуверенность или погрешность измерения расстояния накапливается и варьируется по мере движения света на большие расстояния.

В текущем исследовании учёные использовали уже проведённые рентгеновские и гамма-наблюдения за очень далёкими квазарами (яркими источниками излучения, которые возникают когда материя, разогреваясь, падает в чёрную дыру), чтобы проверить некоторые модели пространственно-временной пены. Авторы предсказали, что накопление неопределённости при увеличении расстояния, которое прошёл свет в течение миллиардов световых лет, заставит ухудшаться качество получаемых снимков до такой степени, что изучаемые объекты станут просто не обнаружимыми. А длина волны, на которое изображение исчезает, должно полностью зависеть от используемой модели квантовой пены.

Так, исследовав рентгеновскую информацию от «Чандры» о квазарах, находящихся от нас на расстояниях в миллиарды световых лет, учёным удалось исключить одну из моделей, согласно которой случайные фотоны просачиваются через пространственно-временную пену в манере, подобной той, при которой свет на Земле проходит через туман. А исследование квазаров в более коротких гамма-лучах с помощью «Ферми» и ещё более коротких лучах с помощью VERITAS показало, что вторая, так называемая голографическая модель, так же не работает.

«Мы обнаружили, что наши данные могут полностью исключить две различные модели пространственно-временной пены. Сейчас мы можем смело утверждать, что пространство-время менее пенистое, чем это предсказывают некоторые модели».

По информации Chandra X-ray Center.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google