How big is Kvantuma ŝaŭmo?

Kvantuma ŝaŭmo estas proponita strukturo de spaco kaj tempo je la plej malgrandaj skaloj, kie ili kirliĝus kaj fluktuus anstataŭ esti glataj. Ĝi neniam estis observita rekte, do la supre montrataj 9,3 × 10⁻³⁶ metroj ne estas mezuro. Tiu nombro estas 9,3 dividita per 1 kun 36 nuloj post ĝi. Fizikistoj atendas, ke la ŝaŭmo, se ĝi ekzistas, aperus je grando ĉirkaŭ la Plancka longo, 1,6 × 10⁻³⁵ metroj, kio estas ĉirkaŭ 1,7 fojojn la montrata nombro.

Grando

Spactempo estas la tri dimensioj de spaco kune kun la tempo. Je ĉiu mezurebla skalo ĝi aspektas glata. Sed kelkaj partoj de la kvantuma mekaniko, la teorio, kiu klarigas atomojn kaj partiklojn, antaŭdiras, ke je multe pli malgrandaj skaloj ĝi ne restus glata. Etaj regionoj ŝanĝiĝus senĉese, kaj spaco kaj tempo ne plu havus difinitajn valorojn.

Tia ŝaŭmo ne havas randon por mezuri, do la teorioj donas anstataŭe skalon: la distancon, je kiu la ŝaŭmo montriĝus. Laŭ NASA, tiu skalo estas ĉirkaŭ la larĝo de la kerno de hidrogena atomo dividita per 100 miliardoj da miliardoj (10²⁰). Tio estas ĉirkaŭ la Plancka longo, la skalo, je kiu oni atendas, ke la kvantumaj efikoj de gravito fariĝos gravaj. La preciza skalo dependas de la teorio, kaj fizikistoj ankoraŭ ne havas testitan teorion, kiu kunigas graviton kun kvantuma mekaniko.

Komparoj de grando

La atendata skalo de la ŝaŭmo estas ĉirkaŭ la sama kiel la Plancka longo, la sekva pli granda objekto en la esplorilo.
Protono, ĉirkaŭ 1,7 femtometrojn larĝa, estas ĉirkaŭ 100 miliardojn da miliardoj (10²⁰) da fojoj pli larĝa ol la atendata skalo de la ŝaŭmo. Femtometro estas 10⁻¹⁵ metroj.
Se la skalo de la ŝaŭmo pligrandiĝus ĝis la dikeco de homa haro, ĉirkaŭ 0,1 milimetroj, protono estus ĉirkaŭ unu lumjaron larĝa. Lumjaro estas la distanco, kiun lumo trairas dum unu jaro.
La kvazaroj, kiujn Chandra observis por la testo de 2015, priskribita sube, estas ĉirkaŭ 12 miliardojn da lumjaroj for. Tiu distanco estas ĉirkaŭ 7 × 10⁶⁰ fojojn la atendata skalo de la ŝaŭmo, kaj tial etaj efikoj eble sumiĝas survoje.

De kie venis la ideo

La fizikisto John Wheeler de la Universitato Princeton elpensis la kvantuman ŝaŭmon kaj ĝian nomon. La kvantuma mekaniko jam antaŭdiris, ke partikloj povas mallonge ekestiĝi kaj malaperi. Wheeler imagis pli ol tio: la spactempon mem, batitan en ŝaŭmon de misformitaj formoj. Wheeler ankaŭ famigis la terminon „nigra truo“.

Kiel oni testas la ŝaŭmon

La ŝaŭmo estas multe tro eta por esti vidata rekte, do astronomoj serĉas ĝiajn efikojn sur lumo. Se la spactempo estas ŝaŭma, la distanco, kiun lumo trairas, tremetus je etaj kvantoj. En kelkaj modeloj tiuj tremetoj sumiĝas tra miliardoj da lumjaroj, ĝis foraj objektoj fariĝas tiel malklaraj, ke ili malaperas el la vido.

En 2015 teamo gvidata de Eric Perlman de la Florida Instituto de Teknologio testis tion per kvazaroj. Kvazaro estas tre hela objekto, kies energion liveras materio falanta al giganta nigra truo. La Rentgenradia Observatorio Chandra de NASA, la Gamaradia Spacteleskopo Fermi de NASA kaj la teleskopoj VERITAS tamen detektis forajn kvazarojn klare. La teamo konkludis, ke tio ekskludis du modelojn de la ŝaŭmo, inkluzive de unu, nomata holografia ŝaŭmo.

La demando ne estas solvita. En konferenca artikolo de 2026 Eric Steinbring kaj Jack Ng, unu el la aŭtoroj de 2015, argumentis, ke holografia ŝaŭmo tamen konformas al la disiĝo de mezuritaj pozicioj de ege hela gamaradia ekbrilo. Ili prezentas tion kiel unu manieron interpreti la datenojn. Ĉu la efikoj de la ŝaŭmo povas amasiĝi sur longaj distancoj, estas debatata dum pli ol 20 jaroj.