Kvanttivaahto (kutsutaan myös aika - avaruusvaahdoksi ) on kvanttimekaniikan käsite, jonka John Wheeler kehitti vuonna 1955. Vaahto on suunniteltu maailmankaikkeuden kudoksen perustaksi . [yksi]
Kvanttimekaniikan ja yleisen suhteellisuusteorian epävarmuusperiaatteen mukaisesti aika -avaruus pienessä mittakaavassa ei ole tasaista. Painovoimateorian mukaan aika-avaruus muodostuu monista pienistä alueista, joissa se muuttuu vaahtomaisesti. [2]
Kvanttimekaniikassa ja erityisesti kvanttikenttäteoriassa Heisenbergin epävarmuusperiaate sallii hiukkasten ja antihiukkasten syntymisen lyhyen aikaa , jotka sitten tuhoutuvat rikkomatta fysikaalisia säilymislakeja . Mitä pienempi tutkittavan aika-avaruusalueen mittakaava on, sitä suurempi on tällaisten hiukkasten, joita kutsutaan virtuaalihiukkasiksi , energia . Yhdistämällä tämä havainto Einsteinin yleiseen suhteellisuusteoriaan , voidaan päätellä, että pienessä mittakaavassa vaihtelujen energia on riittävä aiheuttamaan merkittäviä poikkeamia tasaisesta aika-avaruudesta ja antamaan avaruudelle "vaahtoisen" luonteen. Näin ollen aika-avaruuskudos on madonreikien ja pienten virtuaalisten mustien aukkojen kuohuva massa . [3]
Kvanttikenttäteoria ei kuitenkaan yleensä käsittele virtuaalisia hiukkasia , joilla on tarvittava energia muuttaakseen merkittävästi aika-avaruuden kaarevuutta , joten kvanttivaahto on edelleen näiden käsitteiden spekulatiivinen laajennus, jotka ovat näin korkean energian jälkivaikutuksia. virtuaalisia hiukkasia hyvin lyhyillä etäisyyksillä ja aikoina.
Täydellisen kvanttigravitaation teorian puuttumisen vuoksi on mahdotonta olla varma, miltä aika-avaruus näyttää pienessä mittakaavassa. Kvanttivaahdon ymmärtäminen on väistämättä epäselvää niin kauan kuin on olemassa kilpailevia ehdotuksia [4] painovoiman kvanttiteoriasta .
MAGIC - teleskoopit havaitsivat, että Markarian 501:n BLAZARista peräisin olevat gammasäteilyfotonit saapuivat eri aikoina. Tutkijat erottelivat esineestä tulevan korkea- ja matalaenergiset gammasäteet jokaisella välähdyksellä. MAGIC - tiimi osoitti, että korkea- ja matalaenergiset fotonit näyttivät säteilevän samanaikaisesti. Mutta korkeaenergiset fotonit saapuivat neljä minuuttia myöhässä, kun ne olivat kulkeneet avaruuden halki noin 500 miljoonaa vuotta. Oletetaan, että korkeaenergiset fotonit kulkivat hitaammin, mikä on ristiriidassa Einsteinin suhteellisuusteorian valonnopeuden vakion kanssa . Tämä voidaan selittää kvanttivaahdon epähomogeenisuudella [5] . Myöhemmät kokeet eivät kuitenkaan pystyneet vahvistamaan valonnopeuden oletettua muutosta avaruuden rakeisuuden vuoksi. [6] [7]
Myös muut kokeet, jotka koskevat valon polarisaatiota kaukaisista gammapurskeista, ovat antaneet ristiriitaisia tuloksia [8] . Maakokeilut ovat käynnissä [9] ja jatkuvat [10] .