Кіріспе

Кванттық көбік немесе кеңістік-уақыт көбігі – кванттық механика салдарынан өте кішкентай масштабтағы кеңістік-уақыттың теориялық құбылуы. Теория бойынша, осы кішкентай масштабтарда материя және антиматерия бөлшектері үнемі пайда болып, жойылып отырады. Бұл субатомдық нысандар виртуалды бөлшектер деп аталады.

Өмірбаян

Кванттық гравитация теориясы толыққанды болмағандықтан, кеңістік-уақыттың кішкентай масштабта қалай көрінетінін анық айту мүмкін емес. Дегенмен, кеңістік-уақыттың негізінен тегіс болуы керек екенін көрсететін нақты дәлел жоқ. Мүмкін, кванттық гравитация теориясында кеңістік-уақыт көптеген кішкентай, үздіксіз өзгеріп отыратын аймақтардан тұрады, онда кеңістік пен уақыт белгілі бір мәнге ие болмай, көбіктей өзгеріске ұшырайды. Уилер белгісіздік принципінің өте кішкентай қашықтықтар мен қысқа уақыт аралықтарында "кеңістік-уақыттың өзінің геометриясы құбылып тұрады" дегенді білдіруі мүмкін деп ұсынды. Бұл құбылулар макроскопиялық масштабта байқалатын тегіс кеңістік-уақыттан айтарлықтай өзгешеліктерге алып келуі мүмкін, соның нәтижесінде кеңістік-уақытқа "көбікті" сипат беріледі.

Эксперименттік нәтижелер

Виртуалды бөлшектердің болуы мүмкін Казимир әсерінің эксперименталды дәлелі, виртуалды бөлшектердің бар екендігіне күшті дәлел болып табылады. Мюондар мен электрондардан құралған магниттердің күшін болжайтын g2 эксперименті де олардың бар екенін қолдайды. 2005 жылы Маркариан 501 блязерінен келген гамма-сәулелік фотондарды бақылау барысында, MAGIC (Major Atmospheric Gamma ray Imaging Cherenkov) телескопы әр түрлі энергия деңгейлеріндегі фотондардың кейбіреулері әр түрлі уақытта келгенін анықтады, бұл фотондардың бірінің баяу қозғалғанын және осылайша арнайы салыстырмалылық теориясының жарық жылдамдығы тұрақты деген қағидасын бұзғанын көрсетеді. Бұл қарама-қайшылық кванттық көбіктің нашарлығымен түсіндірілуі мүмкін. Алайда, кейінгі эксперименттер кеңістіктің зернистілігіне байланысты жарық жылдамдығының өзгеруін растамады. Алшақ гамма-сәулелік жарлыстардан келетін жарықтың поляризациясына қатысты басқа эксперименттер де қайшы нәтижелер көрсетті. Қосымша Жердегі эксперименттер жалғастырылуда немесе жоспарлануда.

Кванттық ауытқулар мөлшерінің шектеулері

Уақыт-кеңістік көбігіне тән құбылыстар Планк ұзындығы (≈ 10−35 м) шамасындағы ұзындық өлшемдерінде пайда болады деп күтіледі, бірақ кванттық гравитацияның кейбір модельдері одан да үлкен құбылыстарды болжайды. Фотондар кванттық көбік салдарынан баяулауға тиіс, бұл баяулаудың жылдамдығы фотондардың толқын ұзындығына тәуелді болады. Бұл Лоренц инварианттылығын бұзуға әкелер еді. Алайда, NASA Годдард ғарыш орталығының Флойд Стеккер жасаған жақын орналасқан квазарлардан келетін сәулеленуді бақылаулары Лоренц инварианттылығының бұзылуын растамады. Көбікті уақыт-кеңістік қашықтықты өлшеудің дәлдігіне де шектеулер қояды, себебі фотондар кеңістік-уақыт көбігі арқылы кездейсоқ түрде таралуы керек, бұл тұман арқылы өтетін жарықтың таралуына ұқсас. Бұл телескоп арқылы алыс нысандардың бейне сапасын нашарлатады. NASA-ның Chandra рентгендік обсерваториясы, Fermi гамма-сәулелер ғарыш телескопы және Жердегі Өте Энергиялы Сәулеленуді Бейнелеу Телескобы (VERITAS) арқылы квазарлардың рентген және гамма-сәулелердегі бақылаулары ең алыс қашықтықтарда байқалатын нашарлауды көрсетпеді, бұл уақыт-кеңістік сутегі атомының ядросынан кем дегенде 1000 есе кіші қашықтыққа дейін тегіс екенін көрсетеді, сонымен қатар уақыт-кеңістіктің кванттық құбылыстарының мөлшеріне шек қояды.

Басқа теориялармен байланысы

Вакуумдық флуктуациялар вакуумға вакуум энергиясы деп аталатын нөлдік емес энергия береді. Спин көбік теориясы – Уилердің идеясын сандық түрде бейнелеуге жасалған қазіргі заманғы тыраш.