How big is Kvantskum?

Kvantskum är en föreslagen struktur hos rummet och tiden på de allra minsta skalorna, där de skulle bubbla och fluktuera i stället för att vara släta. Det har aldrig observerats direkt, så de 9,3 × 10⁻³⁶ meter som visas ovan är inte en mätning. Talet är 9,3 dividerat med en etta följd av 36 nollor. Fysiker förväntar sig att skummet, om det finns, visar sig vid ungefär Plancklängden, 1,6 × 10⁻³⁵ meter, ungefär 1,7 gånger det tal som visas.

Storlek

Rumtiden är rummets tre dimensioner tillsammans med tiden. På alla skalor som går att mäta ser den slät ut. Men delar av kvantmekaniken, teorin som förklarar atomer och partiklar, förutsäger att rumtiden inte skulle förbli slät på mycket mindre skalor. Små områden skulle hela tiden förändras, och rummet och tiden skulle sluta ha bestämda värden.

Ett sådant skum har ingen kant att mäta, så teorierna ger i stället en skala: det avstånd där skummet skulle visa sig. NASA anger den till ungefär bredden av en väteatoms kärna delad med 100 miljarder miljarder (10²⁰). Det motsvarar ungefär Plancklängden, den skala där gravitationens kvanteffekter förväntas få betydelse. Den exakta skalan beror på teorin, och fysiker har ännu ingen prövad teori som förenar gravitationen med kvantmekaniken.

Storleksjämförelser

Skummets förväntade skala är ungefär lika stor som Plancklängden, nästa större objekt i utforskaren.
En proton, ungefär 1,7 femtometer i diameter, är ungefär 100 miljarder miljarder (10²⁰) gånger så bred som skummets förväntade skala. En femtometer är 10⁻¹⁵ meter.
Om skummets skala förstorades till bredden av ett människohår, ungefär 0,1 millimeter, skulle en proton vara ungefär ett ljusår i diameter. Ett ljusår är den sträcka som ljuset färdas på ett år.
De kvasarer som Chandra observerade i 2015 års test, som beskrivs nedan, ligger ungefär 12 miljarder ljusår bort. Det avståndet är ungefär 7 × 10⁶⁰ gånger skummets förväntade skala, och därför kan små effekter tänkas läggas ihop längs vägen.

Varifrån idén kom

Fysikern John Wheeler vid Princeton University kom på kvantskummet och dess namn. Kvantmekaniken förutsade redan att partiklar kortvarigt kunde dyka upp och försvinna igen. Wheeler föreställde sig mer än så: själva rumtiden piskad till ett skum av förvridna former. Wheeler gjorde också termen ”svart hål” välkänd.

Att testa om skum finns

Skummet är långt för litet för att ses direkt, så astronomer letar efter dess effekter på ljuset. Om rumtiden är skummig skulle det avstånd som ljuset färdas darra med minimala avvikelser. I vissa modeller läggs dessa darrningar ihop över miljarder ljusår tills avlägsna objekt suddas ut och försvinner ur sikte.

År 2015 prövade ett team lett av Eric Perlman vid Florida Institute of Technology detta med kvasarer. En kvasar är ett mycket ljusstarkt objekt som drivs av materia som faller mot ett gigantiskt svart hål. NASA:s Chandra X-ray Observatory, NASA:s Fermi Gamma-ray Space Telescope och VERITAS-teleskopen kunde ändå tydligt upptäcka avlägsna kvasarer. Teamet drog slutsatsen att detta uteslöt två modeller av skummet, däribland en som kallas holografiskt skum.

Frågan är inte avgjord. I ett konferensbidrag från 2026 hävdade Eric Steinbring och Jack Ng, en av författarna 2015, att holografiskt skum trots allt stämmer med spridningen i uppmätta positioner för en extremt ljusstark gammablixt. De presenterar detta som ett sätt att tolka data. Huruvida skummets effekter kan byggas upp över långa avstånd har diskuterats i mer än 20 år.