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【量子物理|美妙动听的“泡沫”在量子时空回荡】量子泡沫的概念好像给一款新酿制工艺的啤酒命名 ， 但量子物理的概念比物理学家想象的啤酒泡沫更为新奇 。 为了“看见”量子泡沫 ， 人们只能“放下身段” ， 钻进量子物理的“兔子洞” 。 作为物理学的一个分支 ， 量子力学研究光和物质在原子尺度的行为特征 。 在量子的奇异世界 ， 物体粒子在同一时间出现在两个不同的地方 ， 电子以粒子和波的两种方式表现奇特的行为 ， “薛定谔的猫”在同一时刻叠加了死和活的两种状态 ， 量子理论的丰富性远不止以上的几点描述 。
量子世界与相对论物理揭示的世界非常不同 ， 广义相对论极为成功地主导了现代物理学 ， 相对论表明了能量和物质的相互转换性 ， 大质量的天体物质弯曲了周围的时空 。 爱因斯坦创立了新的时空物理学 ， 好似一个保龄球滚进了蹦蹦床的中央 ， 大质量天体好像保龄球 ， 而蹦蹦床好像被大质量天体弯曲的时空 ， 保龄球或多或少地弯曲了蹦蹦床的床垫 ， 好像大质量天体弯曲了周围的时空 。 太阳好像一个保龄球 ， 它弯曲了周围平滑时空的“床垫” ， 太阳弯曲时空的程度已足够大 ， 太阳系包括地球在内的行星在弯曲的床垫上不停地的滚动 。
地球在弯曲的时空轨道旋转 ， 整个星系对时空的弯曲作用更加明显 ， 质量越大的天体对周围时空弯曲的程度越大 。 如果身体缩小到量子尺度 ， 那么人们将看不到时空床垫的扩展 ， 也看不到大质量天体对时空轻微的扭曲作用 ， 人们在量子时空看到的只有量子泡沫 。 量子引力的模型预测 ， 微小区域的时空存在躁动的泡沫 ， 极小的时空维度不停息地收起和铺展 ， 以人们无法察觉的极快速率同时性地出现和消失 ， 极其微小的量子泡沫时隐时现 ， 好像从酒瓶中喷涌而出的啤酒泡泡 ， 它们一会儿产生 ， 一会儿消失 ， 显得“来无影、去无踪” 。 量子物理概念的“量子泡沫”在真空世界无处不在 。
佛罗里达技术研究所的埃里克·佩尔曼解释说 ， 量子泡沫或量子泡泡好似时空的床垫 ， 它们似乎比原子核小 ， 存在的时间相当于一秒的微小片刻 ， 相当于“微分时间” ， 可以把量子泡泡看成极短存续期的“量子宣言” ， 存在于普朗克尺度和普朗克时间 。 根据弦理论的预测 ， 量子泡沫也许存在于6个额外的维度 ， 量子时空在多余的维度中涨落 ， 但理解的解释可能虚无缥缈 ， 人们在神奇的量子传奇中没有看到量子泡沫的现象 。
科学家不得不寻找量子泡沫的存在和性质的证据 ， 通过使用X—射线和伽玛射线技术 ， 佩尔曼和同事试图观测遥远的类星体 ， 他们使用的望远镜包括钱德拉X—射线天文台、费米伽玛射线太空望远镜和非常高能的辐射成像望远镜阵列系统或VERITAS 。 佩尔曼解释说量子泡泡如此之小 ， 持续时间如此之短 ， 人们无法直接地观测它们的存在和运动 ， 但它们会以非常有趣的方式影响光子的运动 。 每个光子的路径可能出现轻微的不同 。 光子在穿越微小涨落或“起泡泡”的时空时将会遇到四处弥漫的量子泡沫 ， 每个光子的旅程会有一点不同 。
光子在“宇宙马拉松”的赛程中经过了长途跋涉 ， 光子在沿途遭遇的量子涨落形成了累积效应 ， 光子累积的涨落效应越大 ， 光子产生的异向性越多 ， 从天文观测数据中创作了一幅累积的光子集合图像 ， 好像在相互交谈的一大群人中分辨出每一位说的话 ， 其中的难度可想而知 ， 以上述方法绘制一幅有关在遥远星空中光子特性的清晰图像 ， 这在物理上似乎不可能 ， 但佩尔曼的科学团队似乎在量子泡沫中拾取了一点“泡沫星子” 。 时空似乎显现了光滑的特性 ， 至少在比原子小1000倍的尺度上也是如此 ， 时空似乎比大多数物理模型的预测含有更少的泡沫 ， 但之前的模型研究没能深入到普朗克尺度 。 发现量子泡沫的可能性依然存在 ， 在普朗克空间也许存在极小的量子泡泡 ， 不排除量子物理学家把预期的理论性变成现实性 。
（编译：2016-1-4）
