Визначено найменша частина часу

Опубликованно 20.07.2020 12:44

Найменший можливий відрізок часу може складати не більше однієї мільйонної частини однієї мільярдної частини мільярдної частки секунди. Це згідно з новою теорією, що описує значення Всесвіту, що володіє фундаментальним годинним властивістю, чиї тики будуть взаємодіяти з нашими кращими атомними годинами.

Така ідея могла б допомогти вченим наблизитися до проведення експериментів, які б висвітлили теорію всього, всеосяжну структуру, яка б примирила два стовпи фізики 20-го століття - квантову механіку, яка розглядає найменші з існуючих об'єктів, і відносності Альберта Ейнштейна. , який описує самі масивні з них.

"Ми не знаємо", - сказав Мартін Божовальд, фізик з Університету штату Пенсільванія в Університетському парку. "Ми знаємо, що все змінюється, і ми описуємо це зміна з точки зору часу".

Фізика є два суперечливих погляду на час, додав він. Той, який випливає з квантової механіки, говорить про час як про параметр, який ніколи не припиняє текти в стійкому темпі. Інше, отримане з теорії відносності, каже вченим, що час може скорочуватися і розширюватися для двох спостерігачів, які рухаються з різними швидкостями, які не погодяться щодо проміжку між подіями.

У більшості випадків це невідповідність не дуже важливо. Окремі області, що описуються квантовою механікою і относительностью, майже не перетинаються. Але деякі об'єкти, такі як чорні діри, які конденсують величезну масу в неймовірно крихітному просторі, не можуть бути повністю описані без теорії всього, що називається квантової гравітації.

В деяких версіях квантової гравітації саме час буде квантоваться, тобто воно буде складатися з дискретних одиниць, які будуть фундаментальним періодом часу. Було б так, як якщо б всесвіт містила базове поле, яке встановлює мінімальну частоту тиків для всього, що всередині неї, ніби як знамените поле Хіггса, яке породжує бозонную частку Хіггса, яка надає масу інших частинок. Але для цих універсальних годин, "замість того, щоб забезпечувати масу, це забезпечує час", сказав Божовальд.

Моделюючи такі універсальні годинник, він і його колеги змогли показати, що вони будуть мати значення для створених людиною атомних годин, які використовують маятникові коливання певних атомів, щоб забезпечити наші найкращі вимірювання часу. Згідно цієї моделі, тікі атомних годин іноді не будуть синхронізовані з тиками універсальних годин.

Це обмежить точність вимірювання часу окремих атомних годин, а це означає, що два різних атомних години можуть в кінцевому підсумку не погодитися з тим, як довго минув час. Враховуючи, що наші кращі атомні годинники узгоджуються один з одним і можуть вимірювати тики всього за 10 ^ (мінус 19) секунд або десяту частину однієї мільярдної мільярдної частки секунди, фундаментальна одиниця часу може бути не більше 10 ^ ( мінус 33) секунди, згідно з документом команди, який з'явився в журналі Physical Review Letters.

"Що мені найбільше подобається в роботі, так це акуратність моделі», - сказав в інтерв'ю Естебан Кастро-Руїс, квантовий фізик з Університету Волі Брюсселя в Бельгії, який не брав участі в роботі. "Вони отримують реальну оцінку, яку ви в принципі можете виміряти, і я знаходжу це дивним".

Дослідження такого типу мають тенденцію бути надзвичайно абстрактними, додав він, тому було приємно побачити конкретний результат з наглядовими наслідками для квантової гравітації, тобто якось можна було перевірити теорію.

Хоча перевірка того, що така фундаментальна одиниця часу існує, знаходиться за межами наших поточних технологічних можливостей, вона більш доступна, ніж попередні пропозиції, такі як час Планка, кажуть дослідники у своїй статті. Відповідно до Всесвіту, отримане з фундаментальних констант, час Планка встановило б найменші вимірювані тики в 10 ^ (мінус 44) секунд, або десятитисячну від однієї мільярдної до мільярдної від мільярдної до мільярдної частки секунди.

Питання про те, чи існує якийсь відрізок часу, менший, ніж час Планка, є предметом суперечок, оскільки ні квантова механіка, ні теорія відносності не можуть пояснити, що відбувається нижче цього масштабу. "Немає сенсу говорити про час поза цих одиниць, принаймні, у наших нинішніх теоріях", - сказав Кастро-Руїс.

Оскільки сама Всесвіт починалася як масивний об'єкт в крихітному просторі, яке потім швидко розширювалося, Божовальд сказав, що космологічні спостереження, такі як ретельні вимірювання космічного мікрохвильового фону, релікта Великого вибуху, можуть допомогти обмежити фундаментальний період часу ще на менший рівень.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що вчені запропонували новий метод вивчення віку Всесвіту.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на Bigmir)net на Facebook і Telegram.

Категория: Технологии