遥远的Quasars有助于在时空量子泡沫上设定限制

艺术家的插图描绘了空间时间的泡沫结构如何出现，显示小泡沫的倍数小于原子的核，这是不断波动的并且仅适用于一秒钟的无限级数。

遥远的Quasars的新X射线和伽马射线观测用于帮助科学家对极其微小的鳞片上的时空的量子性质进行限制。

一个科学家团队使用了宇宙中一些最远处的物体的X射线和伽马射线观察，以更好地了解空间和时间的性质。它们的结果设定了量子性质的限制，或在极小的尺度上的时空的“泡沫状”。

本研究将来自NASA的Chandra X射线观测台和费米伽马射线空间望远镜以及来自非常能辐射成像望远镜阵列（Veritas）的地面伽马射线观测。

在最小的距离和持续时间的尺度上，我们可以测量，空间时间 - 即空间加上的三个维度 - 似乎是平滑和结构的。然而，量子力学的某些方面，高度成功的理论科学家已经开发出来解释原子和亚杀菌颗粒的物理学，预测空间时间不会是光滑的。相反，它会有一个泡沫，紧张的性质，并且包括许多小，不断变化的地区，空间和时间不再明确，而是波动。

“考虑太空泡沫的一种方法是如果你在飞机上飞越海洋，它看起来完全光滑。然而，如果你足够低，你会看到波浪，更接近，泡沫，不断波动的微小气泡“表示佛罗里达州墨尔本技术研究所的领先作者埃里克·佩尔曼。“即使是陌生人，泡沫也很小，即使在原子鳞片上，我们正试图从一个非常高空飞机中观察它们。”

游览时空泡沫。由于太空时间泡沫，正如所谓的那样，是如此小，科学家不能直接观察它。

上预测的时空泡沫量表大约是氢原子核的直径的十倍，因此不能直接检测到它。然而，如果空间时间确实具有泡沫结构，则有局限性可以测量距离的精度，因为光线传播的许多量子气泡的尺寸将波动。根据所使用的空间模型，这些距离不确定因素应以不同的速率累积，因为光线在大宇宙距离上传播。

研究人员使用远处的Quasars的X射线和伽马射线的观察 - 通过朝向超大分离的黑洞产生的光源 - 用于测试时空泡沫的模型。作者预测，在数十亿光年中，距离的距离不确定性的积累将导致图像质量降低，使物体变得无法察觉。图像消失的波长应取决于所用的时空泡沫模型。

Chandra的X射线检测数十亿光年的距离距离排除一个模型，根据该模型，通过该模型随机扩散通过时空泡沫，以类似于通过雾的光漫射的光。较短的伽马射线波长与Fermi的远处Quasars的检测甚至与Veritas的较短波长表明，具有较小扩散的第二个所谓的全息模型不起作用。

“我们发现我们的数据可以排除两个不同的时空泡沫模型，”北卡罗来纳大学的Chapel Hill的Co-Transion Jack Ng表示。“我们可以得出结论，时尚是一些模型预测的泡沫状。”

X射线和伽马射线数据表明，比氢原子的核相比，空间时间平滑到距离小于1000倍。

这些结果出现在Astrophysical Journal的5月20日。

NASA位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理该机构位于华盛顿的科学任务部的钱德拉计划。位于马萨诸塞州剑桥市的史密森尼天体物理天文台控制着钱德拉的科学和飞行业务。

美国宇航局的费米伽玛射线空间望远镜是由机构的戈达德尔·马里兰州Greenbelt的戈达德太空飞行中心管理的天体物理和粒子物理合作伙伴。它是与美国能源部合作开发的，并得到了法国，德国，意大利，日本，瑞典和美国的学术机构和合作伙伴的贡献。

Veritas由来自美国，爱尔兰，英格兰和加拿大的22家不同机构的100多家科学家的合作经营。Veritas由美国能源部，美国国家科学基金会，Smithsonian机构，加拿大自然科学和工程研究委员会，科学基金会和U.K的STFC提供资金。

出版物：E. S. Perlman等，“关于来自X射线和伽马射线观测的量子重力的新约束，2015，APJ，805,10; DOI：10.1088 / 0004-637x / 805 / 1/10

研究报告的PDF副本：来自X射线和伽马射线观测的量子重力的新约束

图像：X射线：NASA / CXC / FIT / E.佩尔曼;插图：CXC / M。魏斯