天文發現暗示更小的空間量子化尺度

韓 珂


【正見網2011年08月08日】

科學日報2011年7月1日報導, 歐洲航天局的"綜合(Integral)"伽瑪射線天文台提供的結果將極大影響對超越愛因斯坦物理學的探索。這表明,任何潛在的量子「粒」空間尺度必須比原先設想的要小得多。

愛因斯坦的廣義相對論描述的引力特性假設空間是一個平滑,連續的結構。然而,量子理論暗示,空間應在最小尺度呈顆粒狀,如海灘上的沙粒。

現代物理學關注的問題之一是如何把這兩個概念融合起來形成單一的量子引力理論。

現在,"綜合"已經給出量子空間新的嚴格的限制,量子粒尺度要遠遠小於一些量子引力理論的建議。

據測算,空間粒會影響到伽瑪射線的傳播方式,空間粒應「扭曲」光線,改變它們的振蕩方向,即極化方向。

高能量的伽瑪射線將比低能量的伽瑪射線更加容易被扭曲,極化的差異可以用來估算空間粒的大小。

法國薩克萊的原子能科學家菲利普.洛朗(Philippe Laurent)和他的合作者從"綜合"的IBIS的儀器搜集數據,從人類見過的最強大的伽瑪射線暴之一發出的高低能量的伽瑪射線尋找它們之間的極化差異。

伽瑪射線暴是宇宙中已知最強的爆炸。大多數被認為在大質量恆星在超新星塌縮成中子星或黑洞的過程中,發出一個巨大的伽瑪射線脈衝,持續僅僅幾秒鐘或幾分鐘,亮度超過整個星系。

伽瑪射線暴041219A在2004年12月19日被發現,立即被認可為1%最高亮度的暴發。它是如此明亮,"綜合"能夠準確測量伽瑪射線的極化差異。

洛朗博士和他的同事觀測不同能量的極化差異,但在數據的精度內沒有發現任何差異。

一些理論認為,空間的量子性質應該在「普朗克尺度」體現出來,即10^-35米,其中一毫米是 10^-3 米。

然而,"綜合"的精度比以往任何一次觀測的高1萬倍,亦即空間的量子尺度必須在 10^-48 米或更小。

洛朗博士說:「這是一個基本物理非常重要的結果,將排除一些弦理論和量子環引力理論。 "

理論家們在這個新的結果下必須重新檢查他們的理論。

參考資料:
http://www.sciencedaily.com/releases/2011/06/110630111540.htm

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