新浪科技訊 北京時(shí)間8月10日，據(jù)外媒報(bào)道，如果你在顯微鏡下觀察宇宙，你會(huì)看到什么？ 什么也看不見。 放大一千倍、一百萬倍、甚至十億倍，眼前依然什么也沒有。
看到這里，一般人可能會(huì)得出這樣的結(jié)論：宇宙中什么都沒有。 這具有直觀意義，因?yàn)槭畠|倍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了顯微鏡的實(shí)際放大能力。
但量子物理學(xué)家不是普通人。 他們有理論顯微鏡作為武器，因此可以進(jìn)一步放大，不斷深入看似虛無的宇宙，直到突然從空白中看到一些線索。
所謂“線索”是一團(tuán)混亂的虛擬粒子，統(tǒng)稱為量子泡沫。 量子物理學(xué)家指出量子物理學(xué)家普朗克量子物理學(xué)家普朗克，虛擬粒子在空間和時(shí)間中轉(zhuǎn)瞬即逝，就像啤酒泡沫中的氣泡一樣。
“量子泡沫中的‘氣泡’只有原子核的千分之一，存在時(shí)間極短。用‘量子語言’來說，它的直徑只有一普朗克長(zhǎng)度（約1.6*10-35米） ，壽命只有一個(gè)普朗克時(shí)間（約10-43秒）。” 佛羅里達(dá)理工學(xué)院物理與空間科學(xué)教授埃里克·博爾曼指出。
這么小的東西顯然無法直接觀察到。 那么為什么我們?nèi)绱舜_信量子泡沫的存在呢？ 早在1947年，荷蘭物理學(xué)家亨德里克·卡西米爾（ ）和德克·博爾德（Dirk Bold）就提出了一項(xiàng)預(yù)測(cè)，作為這種物質(zhì)存在的證據(jù)之一。 費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的高級(jí)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家唐·林肯解釋了所謂的卡西米爾效應(yīng)。
如果量子泡沫確實(shí)存在，那么虛粒子應(yīng)該在太空中無處不在。 另外，由于粒子具有波粒二象性，所以它們形成的波也應(yīng)該是無處不在的。 于是卡西米爾設(shè)想，如果兩塊金屬板彼此靠近且平行放置，那么兩塊金屬板之間和外部就會(huì)存在量子泡沫。 由于內(nèi)外數(shù)量不平衡，金屬板外側(cè)的波浪會(huì)比兩塊金屬板之間的波浪更強(qiáng)，將兩塊金屬板推向中間。 三十年后，科學(xué)家定性觀察到了這一效應(yīng)，并于 1997 年對(duì)其進(jìn)行了精確測(cè)量。
宇宙實(shí)際上充滿了雜亂的泡沫物質(zhì)的理論極大地影響了我們對(duì)宇宙的看法。
“在如此小的尺度上，廣義相對(duì)論和量子力學(xué)本質(zhì)上是不相容的。” 弦理論專家、哥倫比亞大學(xué)教授布萊恩·格林在《優(yōu)雅的宇宙》一書中寫道，“廣義相對(duì)論的核心原理是時(shí)空基本上是光滑的；但在小尺度上，量子世界是如此劇烈的動(dòng)蕩，無疑破壞了這種平穩(wěn)。”
因此，確定量子泡沫是否存在對(duì)于理解現(xiàn)實(shí)的本質(zhì)非常重要。 但令人沮喪的是，最近的實(shí)驗(yàn)表明量子泡沫并不存在。 探測(cè)量子泡沫的一種方法是測(cè)量恒星爆炸中釋放的光子傳播長(zhǎng)距離所需的時(shí)間。 如果時(shí)空是平滑的，從同一光源釋放的兩個(gè)光子應(yīng)該花費(fèi)相同的時(shí)間來傳播相同的距離。 但如果時(shí)空就像一個(gè)氣泡，其中一個(gè)光子就會(huì)受到輕微的干擾，速度會(huì)稍微變慢。 2009年的一項(xiàng)分析表明，來自同一伽馬射線爆發(fā)的高能和低能光子在不同時(shí)間到達(dá)特定位置，但隨后對(duì)其他爆發(fā)的兩次分析表明，光子在不同時(shí)間到達(dá)目的地。 幾乎沒有什么差別，說明時(shí)空確實(shí)是光滑的，或者說至少“氣泡”的紋理沒有那么明顯。
然而，這些實(shí)驗(yàn)不夠精確，無法排除極小尺度量子泡沫的存在。 也許我們必須等到可以看到普朗克長(zhǎng)度的顯微鏡問世后才能確定。 建造這樣一個(gè)裝置無疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。 （葉子）
