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2021年12月30日最新消息:宇宙中可能有一个非常快的滴答

导读 就像节拍器为音乐家设定节奏一样,基本的宇宙时钟可能会在整个宇宙中保持时间。然而,如果有这样一个时钟,它的滴答声会非常快。在物理学中

就像节拍器为音乐家设定节奏一样,基本的宇宙时钟可能会在整个宇宙中保持时间。然而,如果有这样一个时钟,它的滴答声会非常快。

在物理学中,时间通常被认为是第四维。但是一些物理学家推测时间可能是物理过程的结果,比如内置时钟的滴答声。

根据《物理评论快报》年6月19日发表的一项理论研究,如果宇宙确实有一个基本时钟,它的滴答速度必须超过每秒10万亿次。

在粒子物理学中,微小的基本粒子可以通过与其他粒子或场相互作用来获得特性。例如,粒子通过与希格斯场相互作用获得质量,这种糖蜜遍布整个空间(Sn: 7/4/12)。宾夕法尼亚州立大学的物理学家马丁博豪瓦尔德说,也许粒子可以通过与类似类型的场相互作用来体验时间。磁场可能会振荡,每个周期都被视为一个规则的滴答。这项研究的合著者博豪瓦尔德说:“这实际上就像我们对时钟所做的那样。”

这是时间物理学中一个令人困惑的概念:两个重要的物理理论在定义上有冲突。在描述微小原子和粒子的量子力学中,“时间就在那里。它是固定的。这是一个背景。”加拿大滑铁卢周边研究所的物理学家弗拉米尼贾科米尼说。然而,在描述相对论引力理论的广义相对论中,时间和空间发生了奇怪的变化。附近块状物体的时钟的滴答声超过了较慢物体的滴答声,因此地球表面的时钟落后于船舶轨道卫星的时钟,例如(SN:18年12月10日)。

没有参与这项研究的贾科米尼说,当试图将这两种理论结合成量子引力理论时,“时间实际上非常重要”。研究不同的时间机制,包括基本时钟,可以帮助物理学家提出这个新理论。

研究人员考虑了基本时钟对原子钟(有史以来最精确的时钟)行为的影响(SN: 10/5/17)。如果基本时钟跳动太慢,这些原子钟就不可靠,因为它们不会与基本时钟同步。这样一来,原子钟就会以不规则的间隔滴答作响,就像节拍器不能保持稳定的节拍一样。但是到目前为止,原子钟是高度可靠的,这使得Bojowald和他的同事能够限制基本时钟(如果存在的话)必须滴答的速度。

物理学家怀疑秒的精确划分有最终的限制。量子物理禁止任何小于10-43秒的时间段(称为普朗克时间)。如果有一个基本的时钟,普朗克时间可能是一个合适的节奏。

为了验证这个想法,科学家需要将时钟滴答速度的当前极限(每秒数十亿次)提高大约200亿倍。这似乎是一个巨大的差距,但对于一些物理学家来说,这是出乎意料的接近。没有参与这项研究的周边物理学家比安卡迪特里希(Bianca Dittrich)说:“这接近普朗克定律。”"通常,普朗克定律与我们所做的相差甚远."

然而,根据迪特里希的说法,宇宙中可能没有基本的时钟,但可能有许多可以用来测量时间的过程。

博豪瓦尔德说,与世界上最大的粒子加速器大型强子对撞机进行的实验相比,新的结果更接近普朗克系统。未来,更精确的原子钟可能会提供更多关于宇宙运行的信息。

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