Quantum foam (även kallat spacetime foam ) är ett koncept inom kvantmekanik som utvecklades av John Wheeler 1955. Skum är tänkt som grunden för universums tyg . [ett]
I enlighet med kvantmekanikens och generella relativitetsteoriens osäkerhetsprincip kommer rumtid i liten skala inte att vara jämn. Enligt gravitationsteorin kommer rumtiden att bestå av många små områden där den förändras på ett skummande sätt. [2]
Inom kvantmekaniken, och i synnerhet inom kvantfältteorin , tillåter Heisenbergs osäkerhetsprincip att partiklar och antipartiklar kan uppstå under en kort tid , som sedan förintas utan att bryta mot fysiska bevarandelagar . Ju mindre skalan är i den rum-tidsregion som studeras, desto större energi har sådana partiklar, kallade virtuella partiklar . Genom att kombinera denna observation med Einsteins allmänna relativitetsteori drar man slutsatsen att på små skalor kommer energin i fluktuationerna att vara tillräcklig för att orsaka betydande avvikelser från jämn rymdtid och ge rumtiden en "skummande" karaktär. Följaktligen är rymdtidens struktur en sjudande massa av maskhål och små virtuella svarta hål . [3]
Emellertid, i regel behandlar kvantfältteori inte virtuella partiklar av den nödvändiga energin för att avsevärt ändra krökningen av rum-tid , så kvantskum är fortfarande en spekulativ förlängning av dessa begrepp, som är efterverkningarna av sådan högenergi. virtuella partiklar på mycket korta avstånd och tider.
På grund av avsaknaden av en fullständig teori om kvantgravitation är det omöjligt att vara säker på hur rum-tid kommer att se ut i liten skala. Förståelsen av kvantskum kommer oundvikligen att vara tvetydig så länge det finns konkurrerande förslag [4] om kvantteorin om gravitation .
MAGIC - teleskopen fann att gammastrålningsfotoner som kom från Markarian 501:s BLAZAR anlände vid olika tidpunkter. Forskarna sorterade ut de hög- och lågenergigammastrålar som kom från objektet med varje blixt. MAGIC -teamet visade att hög- och lågenergifotoner verkade sändas ut samtidigt . Men högenergifotonerna kom fyra minuter för sent, efter att ha rest genom rymden cirka 500 miljoner år. Det antas att högenergifotoner färdades långsammare, vilket motsäger konstanten av ljusets hastighet i Einsteins relativitetsteori . Detta kan förklaras av kvantskummets inhomogenitet [5] . Senare experiment kunde dock inte bekräfta den förmodade förändringen i ljusets hastighet på grund av rymdens granularitet. [6] [7]
Andra experiment som involverar polarisering av ljus från avlägsna gammastrålningskurar har också gett motstridiga resultat [8] . Markexperiment pågår [9] och kommer att fortsätta [10] .