Vědci hledají kvantovou časoprostorovou pěnu. Zatím ji neprokázali ani nevyloučili
Podle Einsteinovy teorie relativity by měl být časoprostor kolem nás dokonale spojitý. Podle představ kvantové teorie by ale tato spojitost měla být narušena na úrovni velmi malých rozměrů, ve formě jakýchsi proměnlivých odchylek či bublinek. Tento jev se pro názornost či metaforicky nazývá časoprostorovou pěnou a podle některých teorií by mohl být měřitelný nepřímo, v rámci astronomických pozorování velmi vzdálených objektů ve vesmíru.
Vědci se pokoušeli řadu let najít známky této časoprostorové pěny na základě pozorování některých vesmírných zdrojů rentgenového záření a vysoce energetického záření gama. Pokud by totiž byla “zpěněnost” časoprostoru dostatečně výrazná, projevilo by se to na závislosti rozptylu fázového posunu či rychlosti světelné vlny (fotonů) na vlnové délce. Tedy jako malá odchylka od Einsteinovy teorie relativity, podle níž šíření každé kulové světelné vlny ve vakuu probíhá pro každou vlnovou délku naprosto stejně a stejně rychle. Zároveň by došlo vlivem interference k takové degradaci obrazu vzdáleného objektu, že od jisté vlnové délky by obraz objektu prakticky zmizel, protože by se fázově posunuté vlny vzájemně vyrušily.
Tak bychom tedy nepřímo naměřili projev syntézy kvantové teorie a Einsteinovy teorie gravitace a získali bychom důkaz nespojitosti časoprostoru - svědectví o jeho rozdělení do náhodně se měnících a velmi malých buněk, mnohem menších, než jsou rozměry jader atomů. Tento jev by byl nejvýraznější u nejvíce vzdálených vesmírných objektů. Světlo by v tomto případě totiž muselo projít největší vzdáleností a rozptylný vliv časoprostorové pěny na světlo během cesty by se akumuloval a byl by nejzřetelnější.
Na pomoc přišla soustava VERITAS
Vědci v nedávných letech zpracovali pozorování z rentgenové vesmírné observatoře NASA Chandra, z Fermiho vesmírného dalekohledu pozorujícího objekty v oboru záření gama a z pozemní soustavy čtyř speciálních optických reflektorů s názvem Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array (VERITAS), umístěných v americké Arizoně. Soustava VERITAS registruje gama záření nepřímo, na základě typických spršek sekundárního záření, které fotony gama vyvolávají v atmosféře Země.
Vědci se soustředili na velmi vzdálené kvasary, aktivní jádra galaxií nebo na některé zdroje záblesků gama záření, vzdálené několik miliard světelných let. Podařilo se jim pomocí následné analýzy měření shora omezit rozměry možných nespojitostí časoprostoru, ze kterého je vytvořen náš vesmír. Podle všeho by zpěněnost časoprostoru neměla hrát roli na větších škálách, než odpovídá tisícině průměru jádra vodíkového atomu. Ani to však pravděpodobně nestačí pro ověření těchto hypotéz, protože podle teoretických modelů mají mít nespojitosti časoprostoru rozměry ještě menší - v řádu deseti miliardtin průměru jádra vodíkového atomu.
Vědcům se však alespoň podařilo vyloučit dva specifické modely zpěněnosti časoprostoru: jeden, který přibližně odpovídá náhodnému rozptylu světla v mlze, a druhý, který připomíná principy holografie. Nicméně stále nemáme jistotu, zdali nějaký model časoprostorové pěny v našem vesmíru hraje roli.
Zdroje: Phys.Org 1, Phys.Org 2, SciConcilium, AstroWatch, Physics Astronomy 1, Physics Astronomy 2, From quarks to quasars 1, From quarks to quasars 2, Space.com, The Astrophysical Journal, Nature Physics, VERITAS
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Vždycky jsem si přál ocitnout se v románu Julese Verna. Teď se mi to splnilo.
Václav Žmolík, moderátor
Tajuplný ostrov
Lincolnův ostrov nikdo nikdy na mapě nenašel, a přece ho znají lidé na celém světě. Už déle než sto třicet let na něm prožívají dobrodružství s pěticí trosečníků, kteří na něm našli útočiště, a hlavně nejedno tajemství.
