Kvanteskum (også kaldet rumtidsskum ) er et koncept inden for kvantemekanik udviklet af John Wheeler i 1955. Skum er udtænkt som grundlaget for universets stof . [en]
I overensstemmelse med kvantemekanikkens og den generelle relativitets usikkerhedsprincip vil rumtid i lille skala ikke være jævn. Ifølge tyngdekraftsteorien vil rumtiden bestå af mange små områder, hvor den ændrer sig på en skummende måde. [2]
I kvantemekanikken, og i særdeleshed kvantefeltteorien , tillader Heisenberg-usikkerhedsprincippet partikler og antipartikler at opstå i kort tid , som derefter tilintetgøres uden at overtræde fysiske bevarelseslove . Jo mindre skalaen af rum-tid-regionen, der undersøges, jo større er energien af sådanne partikler, kaldet virtuelle partikler . Ved at kombinere denne observation med Einsteins generelle relativitetsteori konkluderer man, at på små skalaer vil energien af fluktuationerne være tilstrækkelig til at forårsage betydelige afvigelser fra glat rumtid og give rumtiden en "skummende" karakter. I overensstemmelse hermed er rumtidens stof en sydende masse af ormehuller og bittesmå virtuelle sorte huller . [3]
Kvantefeltteori beskæftiger sig dog som regel ikke med virtuelle partikler af den nødvendige energi til væsentligt at ændre krumningen af rum-tid , så kvanteskum er stadig en spekulativ udvidelse af disse begreber, som er eftervirkningerne af en sådan højenergi. virtuelle partikler på meget korte afstande og tider.
På grund af manglen på en fuldstændig teori om kvantetyngdekraften er det umuligt at være sikker på, hvordan rum-tid vil se ud i lille skala. Forståelsen af kvanteskum vil uundgåeligt være tvetydig, så længe der er konkurrerende forslag [4] om kvanteteorien om tyngdekraften .
MAGIC - teleskoperne fandt ud af, at de gammastrålefotoner , der kom fra Markarian 501's BLAZAR, ankom på forskellige tidspunkter. Forskerne sorterede de høj- og lavenergi-gammastråler, der kom fra objektet, fra ved hvert blink. MAGIC - holdet viste, at høj- og lavenergifotoner så ud til at blive udsendt på samme tid. Men højenergifotonerne ankom fire minutter for sent efter at have rejst gennem rummet omkring 500 millioner år. Det antages, at højenergifotoner rejste langsommere, hvilket modsiger konstanten af lysets hastighed i Einsteins relativitetsteori . Dette kan forklares med kvanteskummets inhomogenitet [5] . Senere eksperimenter kunne dog ikke bekræfte den formodede ændring i lysets hastighed på grund af rummets granularitet. [6] [7]
Andre eksperimenter, der involverer polarisering af lys fra fjerne gammastråleudbrud har også givet modstridende resultater [8] . Jordforsøg er i gang [9] og vil fortsætte [10] .