Astronomi utan teleskop - Granularitet

Pin
Send
Share
Send

Den mycket lilla våglängden för gammastrålningsljus erbjuder potentialen att få högupplösta data om mycket fin detalj - kanske till och med detaljer om kvantunderstrukturen i ett vakuum - eller med andra ord granuliteten i tomt utrymme.

Kvantfysik antyder att ett vakuum är allt annat än tomt, med virtuella partiklar som regelbundet dyker in och ut ur existensen inom Planck-ögonblick. Den föreslagna tyngdkraften hos partikeln kräver också gravitonpartiklar för att medla gravitationsinteraktioner. Så för att stödja en teori om kvanttyngd bör vi förvänta oss att hitta bevis på en grad av granularitet i rymdtidens underkonstruktion.

Det finns mycket aktuellt intresse för att hitta bevis på brott mot Lorentz invarians - där Lorentz invariance är en grundläggande princip i relativitetsteorin - och (bland annat) kräver att ljusets hastighet i ett vakuum alltid ska vara konstant.

Ljus bromsas när det passerar genom material som har ett brytningsindex - som glas eller vatten. Vi förväntar oss dock inte att sådana egenskaper ska visas med ett vakuum - förutom enligt kvantteorin på överdrivna små planck-skalenheter.

Så teoretiskt kan vi förvänta oss att en ljuskälla som sänder över alla våglängder - det vill säga alla energinivåer - ska få den mycket höga energin, mycket korta våglängdsdelen av sitt spektrum påverkad av vakuumunderkonstruktionen - medan resten av dess spektrum inte är så påverkad.

Det finns åtminstone filosofiska problem med att tilldela en strukturell komposition till rymdvakuumet, eftersom det då blir en bakgrundsreferensram - liknande den hypotetiska självlysande etern som Einstein avfärdade behovet av genom att etablera allmän relativitet.

Ändå hoppas teoretiker att förena det nuvarande schismen mellan storskalig allmän relativitet och småskalig kvantfysik genom att skapa en evidensbaserad teori om kvanttyngd. Det kan hända att småskaliga Lorentz invariansöverträdelser kommer att befinna sig, men att sådana kränkningar kommer att bli irrelevanta vid stora skalor - kanske till följd av kvantdekoherens.

Kvantdekoherens kan tillåta att storskaliga universum förblir i överensstämmelse med allmän relativitet, men ändå kan förklaras av en enhetlig kvanttyngdteori.

Den 19 december 2004 upptäckte det rymdbaserade INTEGRAL gammastrålningsobservatoriet Gamma Ray Burst GRB 041219A, ett av de ljusaste sådana skurarna på rekord. Strålningsutgången från gammastrålningsbrasten visade indikationer på polarisering - och vi kan vara säkra på att eventuella kvantnivåeffekter betonades av det faktum att bristen inträffade i en annan galax och ljuset från den har rest genom mer än 300 miljoner ljusår av vakuum för att nå oss.

Oavsett omfattning av polarisering som kan hänföras till understrukturen i vakuumet, skulle bara vara synlig i gammastråledelen av ljusspektrumet - och det konstaterades att skillnaden mellan polarisering av gammastråls våglängder och resten av spektrumet var ... ja, inte upptäckbar.

Författarna till en ny artikel om INTEGRAL-uppgifterna hävdar att den uppnådde upplösning ner till Planck-skalorna och var 10-35 meter. Faktum är att INTEGRALs observationer begränsar möjligheten till kvantkornularitet ner till en nivå av 10-48 meter eller mindre.

Elvis kanske inte har lämnat byggnaden, men författarna hävdar att detta konstaterande borde ha en stor inverkan på nuvarande teoretiska alternativ för en kvanttyngdteori - skickar en hel del teoretiker tillbaka till tavlan.

Vidare läsning: Laurent et al. Begränsningar för överträdelse av Lorentz invariance med hjälp av INTEGRAL / IBIS-observationer av GRB041219A.

Pin
Send
Share
Send