词条 | 圈量子理论 |
释义 | 在普通人的脑海中,宇宙是一个整体。可是,有一些“疯狂”的科学家现在却宣布,宇宙是破碎的,我们的世界,包括空间和时间,是由无数的微小“积木”搭建而成。 随手拿起一张白纸,我们会发现,它的表面很光滑,光线照射在上面,甚至会反射出光泽。好,现在,让我们拿起放大镜,再次观察这张白纸,我们会发现,这张纸的表面其实并不那样光滑,它是凹凸不平的。 如果我们的放大镜质量上乘,放大倍数很高,我们甚至能看到,纸其实是由许多的木质纤维组成,这并不奇怪,纸就是木材被加工后得到的。 再放大一些怎么样?从这张白纸上撕下很小很小的一片,放到显微镜下观察,我们会发现这张纸竟然漏洞百出。请不要责怪造纸厂偷工减料,所有的纸通过显微镜观察,都是这副模样。如果我们的显微镜放大倍数足够高,我们甚至能看到在纸上散步的细菌。 假如仪器允许我们看得更细,我们还能看到什么?纸也好,纸上的细菌也罢,都是由原子构成的。原子依然可以划分为更小的物质。似乎,我们可以看到无限小的物质,只要我们的仪器能让我们看清楚。 可是,如果我们把仪器对准原子和原子之间的空隙,也就是我们通常所说的空间,我们能看到什么呢?如果可能,把我们的仪器对准时间,我们又能看到什么? 时空破碎 如果我们把无比精密的显微镜对准原子和原子之间的空隙,我们将看到,空间是由一块一块的小空间组成的,同样我们把仪器对准时间去观察,将发现时间也不是连贯的,它也是一段一段拼合成的。 不必惊讶,这就是关于时空的新理论——圈量子引力理论告诉我们的。这个理论预言,我们周围的空间并不是无限可分的,它是离散的,有最小的组成体积,空间不会比这个体积更小了。 打个比方,用杯子盛满水,倾斜杯子,使水缓慢流出,肉眼告诉我们,水连续地流淌着。这好比我们从前理解的连续空间。把杯子里的水用绿豆代替,再度倾斜杯子,使豆子洒出来,我们看到一粒粒豆子从杯中滚出,这好比新理论告诉我们的空间,空间不是连续的,而是一粒一粒的。 这些小“绿豆”,即空间的最小单元,它的体积和表面积可以用一个非常小的量来度量,即普朗克长度。普朗克长度非常小:10的-33次方厘米;因此,空间的可能的最小面积,大约是普朗克长度的平方,即10的-66次方平方厘米。同理,空间可能的最小的体积,大约是普朗克长度的立方,也就是10的-99次方立方厘米。 这一粒粒组成空间的 “绿豆”是如此地渺小,在1立方厘米的空间中,含有10的99次方个小“绿豆”。要知道,我们宇宙的体积,也不过是1立方厘米的10的85次方倍。 在圈量子引力理论中,时间同样不是一条连续流淌的长河,而是如时钟的滴答声一般,每“滴答”一次,就大约是一个普朗克时间:10的-43次方秒。说得更准确一些,在我们的宇宙中,时间就是以数不清的时钟滴答声来流动的;时间滴答滴答地跳过10的43次方个最小时间(普朗克时间),我们的手表指针刚好走过1秒。 |
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