就像节拍器为音乐家设定节奏一样,基本的宇宙钟可能在整个宇宙中保持时间。但是,如果存在这样的时钟,它的滴答声就会非常快。

在物理学中,通常将时间视为第四维度。但是一些物理学家推测,时间可能是物理过程的结果,例如内置时钟的滴答声。

根据6月19日在《物理评论快报》上发表的一项理论研究,如果宇宙确实有一个基本的时钟,它的滴答速度必须超过每秒10万亿亿亿次。

在粒子物理学中,微小的基本粒子可以通过与其他粒子或场的相互作用来获得属性。粒子例如通过与希格斯场相互作用而获得质量,这种糖蜜遍布整个空间(SN:7/4/12)。宾夕法尼亚州立大学的物理学家马丁·博霍瓦尔德说,也许粒子可以通过与类似类型的场相互作用来经历时间。该字段可能会振荡,每个周期都作为一个常规滴答。该研究的合著者博霍瓦尔德说:“这实际上就像我们对时钟所做的一样。”

时间是物理学中一个令人费解的概念:两种重要的物理学理论在其定义方式上存在冲突。在描述微小原子和粒子的量子力学中,“时间就在那儿。它是固定的。这是一个背景。”加拿大滑铁卢周边研究所的物理学家Flaminia Giacomini说。但是,在描述相对论的引力论的广义相对论中,时空发生了奇怪的变化。附近的块状物体的时钟滴答声超过一个较慢的更远,所以在地球的表面上的时钟滞后一个船上轨道卫星,例如(SN:18年12月10日)。

试图将这两种理论组合成一种量子引力理论的时候,“时间问题实际上非常重要,”没有参与这项研究的贾科米尼说。研究不同的时间机制,包括基本时钟,可以帮助物理学家提出这一新理论。

研究人员考虑了基本时钟对原子钟(有史以来最精确的时钟)行为的影响(SN:10/5/17)。如果基本时钟的跳动速度太慢,则这些原子时钟将不可靠,因为它们将与基本时钟不同步。结果,原子钟将以不规则的间隔滴答,就像节拍器无法保持稳定的节拍一样。但是到目前为止,原子钟是高度可靠的,使Bojowald及其同事可以限制基本钟(如果存在)必须滴答的速度。

物理学家怀疑秒数的精确划分存在最终极限。量子物理学禁止任何小于10-43秒(称为普朗克时间)的时间段。如果存在基本时钟,则普朗克时间可能是一个合适的节奏。

为了验证这个想法,科学家需要将时钟滴答速度的当前限制(每秒十亿亿亿亿次)提高约200亿倍。这似乎是一个巨大的差距,但是对于某些物理学家来说,它出乎意料的接近。未参与这项研究的周界物理学家比安卡·迪特里希(Bianca Dittrich)说:“这已经接近普朗克政权了。”“通常,普朗克政权与我们所做的事情确实相去甚远。”

但是,迪特里希(Dittrich)认为,宇宙中可能没有一个基本的时钟,而是可能有多种过程可以用来测量时间。

博霍瓦尔德说,与世界上最大的粒子加速器大型强子对撞机进行的实验相比,新的结果更接近普朗克体系。将来,更精确的原子钟可能会提供有关使宇宙tick动的更多信息。

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