本篇文章1299字，讀完約3分鐘

鉸鏈 【科技在線】

根據(jù)國外媒體的宣傳，用顯微鏡注意宇宙后能看到什么？ 什么也看不見。 即使擴(kuò)大到千倍、百萬倍、十億倍，目前依然沒有空什么。

看到這里，通常人可能會(huì)得出這樣的結(jié)論：宇宙中什么都沒有。這從直覺上很能說得通，畢竟十億倍已經(jīng)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)家可不是通常人。他們有理論顯微鏡作為武器，因?yàn)榇诉€能進(jìn)一步放大，不斷深入看似虛無的宇宙，直到從一片空白中忽然看出些端倪。 所謂的 端倪 便是一片混亂的虛粒子，統(tǒng)稱量子泡沫(quantum foam)。量子物理學(xué)家指出，虛粒子在時(shí)空中轉(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1024分之一，存在時(shí)間極短，用 量子語言 來講，它的直徑只有一個(gè)普朗克長度(約為1.6*10-35米)那么大，壽命僅有一個(gè)普朗克時(shí)間(約為10-43秒)那么長。 佛羅里達(dá)理工學(xué)院物理與太空科學(xué)教授埃里克 博爾曼(eric perlman)指出。 這么小的東西顯然無法被直接觀測(cè)到。那么，我們?yōu)槭裁慈绱嗣鞔_量子泡沫一定存在呢?早在1947年，荷蘭物理學(xué)家亨德里克 卡西米爾(hendrik casimir)和德克 波爾德(dirk polder)便對(duì)該物質(zhì)存在的證據(jù)之一提出了預(yù)測(cè)。費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家唐 林肯(don lincoln)將為我們解釋所謂的 卡西米爾效應(yīng) 。 如果量子泡沫確實(shí)存在，虛粒子在太空中就應(yīng)無處不在。此外，由于粒子具有波粒二象性，它們形成的波也應(yīng)當(dāng)無處不在。因?yàn)榇丝ㄎ髅谞栐O(shè)想，如果將兩塊金屬板靠近彼此平行放置，兩板之間和外側(cè)便都有量子泡沫。由于內(nèi)外數(shù)量不平衡，金屬板外側(cè)的波將比兩板之間的波強(qiáng)大，將兩塊金屬板推向中間。三十年后，科學(xué)家定性觀測(cè)到了該效應(yīng)，并在1997年進(jìn)行了測(cè)定。 宇宙中竟然充滿了亂糟糟的泡沫狀物質(zhì)，這一理論大大影響了我們對(duì)宇宙的看法。 在如此小的尺度下，廣義相對(duì)論和量子力學(xué)從本質(zhì)上來說無法相容。 弦理論專家、哥倫比亞大學(xué)教授布萊恩 格林恩(brian greene)在《優(yōu)雅的宇宙》(the elegant universe)一書中寫道， 廣義相對(duì)論的核心大體上是，時(shí)空基本是平滑的;但在小尺度下，量子世界卻又動(dòng)蕩得如此劇烈，無疑破壞了這種平滑性。 因?yàn)榇?，明確量子泡沫存在與否對(duì)于弄清現(xiàn)實(shí)的本質(zhì)具有重要作用。但令人沮喪的是，近期實(shí)驗(yàn)顯示量子泡沫并不存在。探測(cè)量子泡沫的做法之一是，測(cè)定恒星爆炸中釋放的光子長距離傳遞所耗的時(shí)間。如果時(shí)空是平滑的，兩個(gè)從同一光源釋放的光子傳遞同一距離的時(shí)間也應(yīng)當(dāng)相同。但如果時(shí)空像泡沫一樣，其中一個(gè)光子受到輕微的干擾，速度便會(huì)略慢一點(diǎn)。2009年的一項(xiàng)拆析顯示，從同一伽馬射線暴中釋放的高能與低能光子抵達(dá)特定地點(diǎn)的時(shí)間并各有不同，但之后兩次對(duì)其它射線暴的拆析卻顯示，不同光子抵達(dá)目的地的時(shí)間幾乎沒有區(qū)別，證明時(shí)空確實(shí)是平滑的，或者至少 泡沫 的質(zhì)地沒那么明顯。

但是，這些實(shí)驗(yàn)的程度不夠，不足以在極小尺度上排除量子泡沫的存在。 也許等能看到普朗克長度的顯微鏡研制出來之后，才能在板上釘釘子。 制造這樣的設(shè)備一定是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。