Το μικρότερο θεμελιώδες χρονικό διάστημα ίσως είναι μεγαλύτερο απ ότι νομίζαμε

Author: Χωρίς σχόλια Share:

Εμείς οι άνθρωποι συνηθίζουμε να σκεφτόμαστε τον χρόνο σαν διακριτά διαστήματα: δευτερόλεπτα, ώρες, μέρες και χρόνια. Δεν είναι δύσκολο λοιπόν να φανταστούμε ότι και σύμφωνα με την κβαντομηχανική, ο χρόνος δεν είναι μια συνεχόμενη ροή, αλλά αποτελείται από μικροσκοπικά διακριτά διαστήματα. Και το μικρότερο δυνατό χρονικό διάστημα, που αποκαλείται χρόνος Planck, είναι 10^-43 δευτερόλεπτα.

Τώρα, μια ομάδα φυσικών ισχυρίζεται ότι το μικρότερο δυνατό χρονικό διάστημα είναι στη πραγματικότητα μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερο από το χρόνο Planck. Και ένα μεγαλύτερο διακριτό χρονικό διάστημα θα είχε μετρήσιμα αποτελέσματα σε όλα τα κβαντομηχανικά συστήματα.

Ο χρόνος Planck είναι κομμάτι ενός συστήματος φυσικών μονάδων (natural units), που είναι βασισμένες εξ’ ολοκλήρου σε παγκόσμιες φυσικές σταθερές. Αυτή τη στιγμή, μια τόσο μικρή χρονική κλίμακα δεν έχει ιδιαίτερη φυσική σημασία, όμως λόγω του τρόπου που αυτή ορίζεται, δεν έχει νόημα να μιλάμε για κάποιο μικρότερο χρονικό διάστημα από αυτό.

Ούτε η κβαντομηχανική, ούτε η ειδική σχετικότητα απαιτούν ένα διακριτό χρόνο, όμως πρόσφατες θεωρίες που προσπαθούν να γεφυρώσουν το χάσμα μεταξύ των δύο (όπως η κβαντική βαρύτητα ή η θεωρία χορδών) χρειάζονται ο χρόνος να χωρίζεται σε μικροσκοπικά διαστήματα που ορίζονται από το μήκος Planck, που είναι η απόσταση που ταξιδεύει ένα φωτόνιο σε ένα χρονικό διάστημα Planck.

Η συγκεκριμένη έρευνα λοιπόν παρουσιάζει μια νέα θεωρία: αν η ίδια αρχή που εφαρμόζεται στον χώρο, εφαροστεί και στο χρόνο, τότε το σύμπαν πρέπει να χωρίζεται σε μικρά διακριτά χρονικά διαστήματα, δηλαδή στο χρόνο Planck. Παραδόξως, οι υπολογισμοί δείχνουν ότι ο χρόνος δεν είναι μόνο διακριτός, αλλά και ότι το μέγεθος των χρονικών διαστημάτων εξαρτάται από την ενέργεια του συστήματος. Η ανακάλυψη αυτή έχει μεγάλο αντίκτυπο σε όλη τη θεωρία, και οι εξισώσεις πρέπει να ρυθμιστούν για να ταιριάζουν με τα διακριτά χρονικά διαστήματα.

Η ομάδα έφτιαξε ένα πιθανό τεστ για την ιδέα αυτή, που περιλαμβάνει την αυθόρμητη εκπομπή ενός ατόμου υδρογόνου. Αν ένα ηλεκτρόνιο είναι σε μια διεγερμένη κατάσταση, τότε μπορεί να αποσυντεθεί πίσω στην αρχική του κατάσταση εκπέμποντας ένα φωτόνιο.

Ο ρυθμός της αποσύνθεσης του ατόμου υδρογόνου είναι πολύ καλά μοντελοποιημένος, οπότε όταν εφαρμοστούν οι ρυθμίσεις λόγω του κβαντισμένου χρόνου, λαμβάνουμε δύο διαφορετικές τιμές. Προς το παρόν είναι εντός του εύρους αβεβαιότητας από την πειραματική τιμή, αλλά μελλοντικά πειράματα θα μπορέσουν να διακρίνουν μεταξύ των δύο σεναρίων.

Η έρευνα θα δημοσιευτεί στο The European Physical Journal με τίτλο “Time crystals from minimum time uncertainty”, δηλαδή Χρονικοί κρύσταλλοι από την ελάχιστη χρονική αβεβαιότητα. Εδώ ο όρος “χρονικός κρύσταλλος” είναι μια ένδειξη ότι ο χρόνος μπορεί να απεικονιστεί σαν ένα κατασκεύασμα που αποτελείται από τακτικά, επαναλαμβανόμενα κομμάτια.

Το μικρότερο χρονικό διάστημα που μπορούμε εμείς να μετρήσουμε είναι 1,2 x 10^-17 δευτερόλεπτα, που και πάλι είναι 100 εκατομμύρια δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερο από τον χρόνο Planck, αλλά ίσως όχι πολύ μακριά από το μικρότερο χρονικό περιθώριο.

 

Photo credit: Time might be as discrete as grains in an hourglass. Dima Sobko/Shutterstock
Previous Article

H Ιστορική Σχέση Μεταξύ Των Γλωσσών, Μέσα Από Ένα Όμορφο Διάγραμμα.

Next Article

Τεράστια ανακάλυψη. Βαρυτικά κύματα εντοπίστηκαν για πρώτη φορά

Διαβάστε επίσης: