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  • 时间量化为时空?研究表明:可以分割成10的负33秒的最小单位

    来自宾夕法尼亚州立大学的三位理论物理学家,计算了可能量化时间的上限:即建议将10^−33秒,作为万能振荡器周期的上限。这三位理论物理学家分别是加勒特·温德尔(Garrett Windel)、路易斯·马丁内斯(Luis Martínez)和马丁·博乔瓦德(Martin Bojowald)。多年来,理论物理学家一直试图解释一个主要问题:广义相对论认为时间是一个连续的量,可以根据加速度和引力条件移动得更慢或更快。

    时间量化为时空?研究表明:可以分割成10的负33秒的最小单位

    但量子力学理论表明,时间以稳定的速度流逝,就像正在播放的电影的画面一样。在这种情况下,时间必须是通用的,但要想广义相对论量子力学这两种理论都是正确的,这个矛盾必须用理性的方式来解释,新的理论研究发表在《物理评论快报》期刊上。一些理论家提出,对于这种明显的差异,一种可能的解释是:时间可以量化为时空,类似于描述量子引力的理论,在这种情况下,时空没有被描述为连续的

    时间量化为时空?研究表明:可以分割成10的负33秒的最小单位

    而是被划分成更小的单位,这必然必须与普朗克尺度相对应(10^−33米)。当然,这太小了,无法检测到,该理论还要求这些离散的“时间包”每个都会过期。这种情况表明,需要有一个以非常小的时间单位滴答作响的万能时钟。在这种情况下,宇宙时间将存在于整个宇宙中,并与物质相互作用。这也提出了这样一个问题,这样的时钟会以多快的速度滴答作响?在这一新的研究中,理论物理学家们发展了一种理论来描述这种增量的上限。

    时间量化为时空?研究表明:可以分割成10的负33秒的最小单位

    在研究模型中,理论物理学家认为万能时钟应该是有规律地在两种状态之间切换的量子振荡器。为了计算它的速度,设想将它与一个类似于原子钟的较慢振荡器耦合在一起。在研究模型中,设想两个振荡器的净能量总是相同的。在这种情况下,随着时间的推移,这两个振荡将不得不去同步。理论物理学家们用这种发散作为计算宇宙万能时钟滴答声上限的一种方法,甚至提出,尽管无法测量这么短的滴答声。

    时间量化为时空?研究表明:可以分割成10的负33秒的最小单位

    但应该可以通过尝试测量两个振荡的去同步性来验证这个理论,如果时间是由一个基本的过程而不是坐标来描述,那么它就会与任何随时间演化的物理系统相互作用。在时间系统基本周期足够小的情况下,由此产生的动力学在这里被证明是一致的,而且是有上限的:Tc<10^−33s,基本时间周期比任何直接时间测量值低几个数量级,这是从系统随时间演化周期的动态变化界限中获得的。

    时间量化为时空?研究表明:可以分割成10的负33秒的最小单位

    博科园|研究/来自:宾夕法尼亚州立大学

    Copyright Science X Network/Bob Yirka/Phys

    参考期刊《物理评论快报》

    DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.241301

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