Дали основната реалност е непрекъсната или е нарязана“ на малки,

Дали главната действителност е непрекъсната или е „ нарязана “ на дребни, дискретни късчета?

Поставен въпросът по различен метод: дали пространство – времето е безпрепятствено или грапаво? Въпросът отрязва сърцевината на най-фундаменталните теории на физиката, свързвайки метода, по който пространство времето се пресича с материала на нашето всекидневно битие.

Експерименталното тестване на природата на пространство – времето обаче до момента се считаше за невероятно, заради рисковите сили, нужни за проучване на такива дребни мащаби във Вселената. Нещата евентуално към този момент се трансформират.

Екип от астрономи предложи нов упорит проект за потребление на флота от дребни галактически кораби за разкриване на фини промени в скоростта на светлината, признак на някои от най-умопомрачителните теории за Космоса. Ако пространство – времето в действителност се раздели на доста дребни късчета, проучванията могат да проправят път за изцяло ново схващане на действителността.

Въпросът „ какво е пространство – време? “ ни връща хиляди години обратно, а актуалното ни схващане за него опира до два необичайно несъвместими стълба: квантова механика и теорията на Айнщайн за общата релативност.

Като цяло относителността, пространството и времето са вплетени дружно в единната тъкан на пространство – време, която е в основата на нашата галактика. Това пространство – време е непрестанно, което значи, че на никое място няма накъсвания; всичко е гладка текстура. Пространство – времето обаче, не е просто платформа на която да действаме, само че също е състезател: огъването и изкривяването на пространство – времето ни дава опита на гравитацията.

В противоположния ъгъл набор от правила, наречени квантова механика, ръководят взаимоотношенията на доста мъничките неща във Вселената. Квантовата механика опира до концепцията, че огромна част от ежедневния ни опит не е равен и непрестанен, а е по-скоро неравен и разграничен на дребни елементи. С други думи е квантифициран или се дефинира количествено. Енергия, инерция, въртене и толкоз доста други свойства на материята се получават единствено в обособени дребни пакети.

Нещо повече, самата квантова механика също е разграничена на два лагера. От една страна, имаме познатите частици от нашето всекидневие, като електрони и протони, които си взаимодействат и вършат други забавни неща. От друга страна имаме квантовите полета. В субатомния свят всеки тип частици има свое поле, което се популяризира в пространство – времето. Когато мислим за частици, ние мислим за дребни трептения в техните полета, които от своя страна взаимодействат с други частици и също вършат някои други забавни неща. Полетата са разбираемо доста гладки.

И по този начин, имаме няколко гладки фотоси от нашата галактика и няколко „ грапави “. Що се отнася до самото пространство – време, можем елементарно да си представим разширението на концепциите на квантовата механика до тяхното логическо умозаключение и постановявайки, че пространството и времето са дискретни: Самата тъкан на действителността е разграничена като пиксели на компютърен екран и това, което претърпяваме като гладко, непрестанно придвижване, не е нищо друго, с изключение на мрежа от дискретни пиксели в най-малкия от мащабите.

Различни теории за сливането на квантовата механика и общата релативност, като доктрина на струните и квантова гравитация на веригата, предсказват някаква форма на дискретно пространство – време (въпреки че точните прогнози, тълкования и последствия от тази „ неравност “ към момента не са добре разбрани). Ако можехме да намерим доказателства за дискретно пространство – време, това освен ще пренапише изцяло разбирането ни за действителността, само че и ще отвори вратата към гражданска война във физиката.

Тази поверителност може да се разкрие единствено по най-фините начини; другояче към този момент щяхме да я видим. Различни теории са планували, че в случай че пространството и времето в действителност са били начупени, тогава скоростта на светлината може да не е изцяло непрекъсната – тя може да се трансформира леко, според от силата на тази светлина. Светлината с по-висока сила има по-къса дължина на вълната и когато дължината на вълната стане задоволително дребна, тя може да „ види “ грапавостта на пространство- времето. Представете си, че ходите по тротоара: с огромни крачки и не забелязвате дребни пукнатини или неравности, само че в случай че се движите с микроскопични крачки, ще преодолявате всяко малко несъвършенство, което ще ви забавя. Но тази смяна е необикновено мъничка; в случай че пространство-времето е дискретно, то е в мащаб, който е повече от милиард пъти по-малък от това, което можем да изследваме сега в нашите най-мощни опити.

Да се вкара GrailQuest на Международната лаборатория за квантово проучване на пространство – времето в Гама-астрономията. Екип от астрономи изпрати предложение за тази задача в отговор на апел за нови хрумвания за лов на пространство – времето от Европейската галактическа организация (ESA). Предложението им е в детайли разказано в базата данни на изданието arXiv. За да се види дали скоростта на светлината се трансформира с другите сили, би трябвало да се събере голямо количество светлина с най-висока сила във Вселената и GrailQuest се пробва да направи тъкмо това.

GrailQuest се състои от флота от дребни галактически кораби (точният брой варира – от няколко десетки, в случай че спътниците са по-големи до повече от няколко хиляди, в случай че са по-малки), с цел да следи непрекъснато небето за прояви на гама-лъчи. Това са едни от най-мощните детонации във Вселената. Както подсказва името им, тези прояви освобождават огромно количество високоенергийни фотони или гама-лъчи. Тези гама-лъчи пътуват милиарди светлинни години, преди да доближат флотилията на галактическите кораби, които записват силата им и разликите във времето, за което доближават до флота.

С задоволителна акуратност GrailQuest може да успее да разкрие дали пространство времето е дискретно. Изследва светлината с най-висока сила (което е наранено най-вече в теориите, които предвиждат, че пространство – времето е грапаво); гама-лъчите пътуват за милиарди години (позволявайки на резултата да се натрупа с течение на времето); а целият флот на галактическите кораби може да види колкото е допустимо повече събития, на всички места в небето.

Как би се трансформирала визията ни за действителността, в случай че GrailQuest открие доказателства за поверителност на пространство – времето? Невъзможно е да се каже, изключително що се отнася до последствията – сегашните теории са на всички места към нас. Но без значение от всичко, ще би трябвало да изчакаме. Този кръг от опити на ESA ще започва някъде сред 2035 и 2050 година Докато чакаме, можем да обсъждаме дали времето, минало от през днешния ден дотогава, е в основата си безпрепятствено или грапаво.