fbpx
5 C
София

Нова теория за точността на измерване на времето

Най-четени

Даниел Десподовhttps://www.kaldata.com/
Ежедневен автор на новини. Увличам се от съвременни технологии, оръжие, информационна безопасност, спорт, наука и концепцията Internet of Things.

Най-малкият период от време не може да бъде под една милионна от една милиардна на една милиардна част от секундата. Именно това се твърди в новата теория, описваща нашата Вселена, която има свой собствен фундаментален часовников механизъм, чието „тиктакане“ в най-близко бъдеще ще започне осезателно да влияе на нашите най-добри атомни часовници.

Тази идея може да помогне на учените да проведат един съвсем нов експеримент, който да хвърли светлина върху „теорията за всичко“ – всеобщ постулат, който би примирил двата основни стълба на физиката – квантовата механика, която разглежда най-малките съществуващи обекти и теорията на относителността на Алберт Айнщайн, която описва най-масивните обекти в космоса.

И така, повечето от нас имат изострено чувство за време. Но какво е времето?

„Ние не знаем“ – каза в интервю пред медиите Мартин Божовалд, физик от университета на щата Пенсилвания. „Ние знаем, че всичко във Вселената се променя и можем да описваме тези промени от гледна точка на времето.

Физиката има две противоречиви схващания за времето, добавя ученият. Единият от тях, базиран на квантовата механика, описва времето като параметър който никога не престава да тече в един неизменен ритъм. Другото схващане, което идва от теорията на относителността на Айнщайн, показва че времето може да се свива и разтяга за двама наблюдатели, движещи се с различна скорост. За тези двама наблюдатели един точен часовник ще измери различно време между протекли еднакви събития.

В атомните часовници се използват резонансните честоти за поглъщане на електромагнитно излъчване от атомите
Цезиев атомен часовник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В повечето случаи това несъответствие не е толкова важно. Отделните области, описвани от квантовата механика и теорията на относителността почти не се пресичат. Но съществуват някои екстремални обекти, като например черните дупки, които имат огромна маса в малък обем на пространството и те не могат да бъдат пълноценно да бъдат описани без помощта на една от възможните „Теории на всичко“, известна под името „Квантова гравитация„.

В някои теоретични версии на квантовата гравитация самото време е квантувано – тоест, то се състои от отделни интервали, всеки от които е фундаментален период от време. Ако това е наистина така, то във Вселената би трябвало да съществува някакво базово поле, което задава минималната скорост на тиктакането за това поле – нещо като знаменитото поле на Хигс, което поражда частицата Хигс бозон, която придава маса на другите частици. Според Божовалд, това е единственият начин този вселенски универсален часовник вместо да дава маса, да дава време.

Създавайки математически и компютърен модел на подобен универсален часовник, Божовалд и неговите колеги успяха да покажат, че според тяхната теория, вселенският универсален часовник ще оказва влияние на създадените от човека атомни часовници, които използват фиксираните честоти на определени атоми, за осъществяване на възможно най-точното измерване на времето. Според този теоретичен модел, тиктакането на атомните часовници е невъзможно да се синхронизира с универсалния вселенски часовник.

Ако този теоретичен модел се окаже верен, то това ще ограничи нашата точност за измерване на времето с помощта на отделни атомни часовници. С други думи, това означава, че два еднакви атомни часовника в крайна сметка биха измерили малко по-различна продължителност на два еднакви периода от време. Като се има предвид, че нашите най-добри атомни часовници при синхронизиране един с друг могат да измерват времеви периоди от 10-19 секунди, то ограниченията на фундаменталната вселенска единица за време от 10-33 секунди, получена от екипа на Божовалд и публикувана в научната работа на 19 юни тази година в списание Physical Review Letters, едва ли заплашва по какъвто и да било начин нашите измервания на времето в близко бъдеще. Но от друга страна, няма и как да се докаже довия теоретичен модел, който засега си остава една красива математическа теория.

„Това, което най-много ми харесва в тази научна работа е точността и акуратността на този теоретичен модел: – каза Естебан Кастро-Луис, квантов физик от Брюкселския университет, Белгия. „Те са успели да получат реално обвързване с точно определена единица време, което може да бъде измерено. Според мен това е удивително!“.

Принципът на относителността се състои в това, че колкото по-бързо се движим, толкова по-бавно тече времето за нас. Но квантовата механика твърди друго – времето винаги е постоянно. Засега няма подходяща универсална „Теория на всичко“, която да обясни това противоречие

Изследванията от подобен вид като правило са съвсем абстрактни и е удивително и приятно да видим конкретен резултат с последствия за квантовата гравитация, които могат да се моделират по математически и съответно, компютърен път. Това означава, че когато един ден нашите атомни часовници станат по-точни, то тази теория ще може да бъде проверена.

Въпреки че проверката за съществуването на фундаментална вселенска единица за време засега излиза извън възможностите на днешните технологии, все пак този експеримент е много по лесен за осъществяване от например, времето на Планк. При използването на фундаменталните физически константи се получава, че планковото време (tP) съответства на минимален времеви период от 10-44 секунди, което е далеч извън нашите възможности.

Тази тема е предмет на разгорещени спорове сред учените, понеже нито квантовата механика, нито теорията на относителността могат да обяснят какво се случва под този мащаб. Всъщност, това не е и нужно. За 10-44 секунди светлината ще успее да премине милиардна част от размера на атомите и това време се отнася вече за субатомния свят.

Разбира се, и тази нова теория не е предела на всичко. Самата Вселена е започнала като масивен обект в съвсем малко пространство, което започва бързо да се разширява. По-щателното и точно измерване на реликтовото излъчване могат да уточнят до голяма степен каква точно е продължителността на тази фундаментална вселенска единица за време.

Абонирай се
Извести ме за
guest
4 Коментара
стари
нови
Отзиви
Всички коментари
пуф паф
пуф паф
1 година

айнщайн е един списвач който е копирал и преписвал чужди теории в патентното бюро където е работил като прост списвач

Ъъъъ
Ъъъъ
Отговор на  пуф паф
1 година

Е то като повечето статии в калдата

Джаро
Джаро
1 година

А сега истината:
Планк, при работата си върху излъчването на абсолютно черно тяло, е намерил точни решения на уравненията, обаче е трябвало да се приеме че скоростта на светлината е константна. Планк, казал, че това е абсурд (c=const), зарязал е всичко и е натворил какви ли не сметки, за да обясни излъчването на АЧТ.Това е било 20-на години преди СТО.
Айнщайн е гений защото въпреки всичко и всички е казал: c=const и е направил теория, която още никой не успял да обори с разумни сметки и доводи

Михаил Вохам
Михаил Вохам
1 година

Няма нещо по-отровно и объркано от съвременната квантова физика.
Какво научаваме от статията : на мъглявите учени глави сегашния начин на измерване не времето не им харесва. Затова искат да разцепят секундата на още по-безкрайно малки части, надавайки се в това безкрайно разцепване да открият нещо съществено.

Да, ама не.
Безкрайното разцепване на времето е като безкрайното разцепване на атома – излизат все нови и нови безумни частици, които още повече объркват разбирането на същността на явлението.
Това е като преследването на Хоризонта – едно безкрайно и безсмислено гонене на вятъра, което никога няма край.

Нови ревюта

Подобни новини