宇宙的量子“速度颠簸”不是光的障碍

 作者:赫连厣     |      日期:2017-10-16 01:01:05
作者:雷切尔·科特兰(Rachel Courtland)暗示宇宙结构中的量子波动减缓了光速,这在美国宇航局费米望远镜的观测中并未得到证实这些测量结果与2005年的结果相矛盾,后者支持空间和时间不平滑的观点爱因斯坦的狭义相对论说,所有电磁辐射都以光速穿过真空无论辐射能量如何,预计该速度都是恒定的然而在2005年,位于加那利群岛拉帕尔马的MAGIC伽马射线望远镜表明,光速可能并不是一成不变的这架望远镜测量了距离我们大约5亿光年远的星系释放的光,发现更高能量的光子在低能量对应物后面四分钟到达该发现暗示光的速度可能会根据其能量而改变这种效应可能是量子引力理论的结果,它试图将爱因斯坦的引力理论与量子力学定律统一起来这些模型假设空间和时间不平滑相反,时空本质上是颗粒状的,在大约10-35米的距离上快速波动,这个长度称为普朗克尺度如果时空是颗粒状的,那么能量较高的光子比低能量光子的移动速度要慢这是因为更高能量的光子具有更小的波长,这使得它们对时空中的微小波动更敏感然而,MAGIC滞后显然太大而不能通过量子尺度上的颗粒度来容易地解释如果延迟是由时空波动引起的,那么它们必须发生在比普朗克尺度大10倍以上的尺度上 “这个有趣的证据已经在量子引力社区中徘徊了一年多,对进步方面抱有希望,在保守方面有胃痛,”意大利罗马Sapienza大学的物理学家Giovanni Amelino-Camelia说现在新的观察结果表明量子引力不能对MAGIC观察到的时间延迟负责美国国家航空航天局的费米伽马射线太空望远镜探测到的强大的,具有70亿年历史的伽马射线爆发的光线没有证据表明一系列能量的光子之间存在滞后现象 “我们现在的胃疼较少,”Amelino-Camelia说 “Fermi的数据已经突破了现在已经证明MAGIC数据无法用这种方式解释的极限”Fermi的测量是对光的速度随能量变化的最严格的直接限制,大学的Jonathan Granot说英国赫特福德郡领导了爆发的分析 “这是第一次,我们可以将限制[降低]到量子效应将改变时空几何形状的能量尺度”MAGIC时间延迟可能会下降到天体物理过程,在这个过程中粒子被加速到巨大的能量星系的心根据德国慕尼黑马克斯普朗克物理研究所的MAGIC合作者罗伯特·瓦格纳的说法,MAGIC 2005年的结果显示,有可能产生在高能辐射之前释放低能辐射的耀斑 “我认为我们暂时可以说的是量子引力效应不能成为主导效应,”他说结果并不一定会对量子引力造成打击只有一部分模型预测了这种效应,并且“虽然看起来光速随能量的变化是量子时空的标志似乎是合理的,但是还没有完善的量子时空理论这一预测,“加拿大滑铁卢周界理论物理研究所的Lee Smolin说更重要的是,它需要更精确的测量,以完全排除光可能根据其能量改变其速度的可能性斯莫林说:“如果有效果,那么实验现在处于预期效果的尺度阈值,并且有可能在未来几年内发现它的令人兴奋的前景”期刊参考:自然(doi:10.1038 / nature08574)关于这些主题的更多信息: