La relatividad general cree que el espacio y el tiempo son una red unificada entrelazada y un escenario de cuatro dimensiones en el que se despliega nuestro universo. El espacio-tiempo en la relatividad general es continuo y un todo sin espacios. El tiempo y el espacio no son sólo un escenario para nuestras actuaciones, sino también un intérprete. La curvatura del espacio-tiempo puede darnos la experiencia de la gravedad.
Pero en la mecánica cuántica, el espacio-tiempo se ve diferente. La mecánica cuántica gobierna todo lo diminuto del universo. La mecánica cuántica sostiene que muchas de las cosas que experimentamos en nuestra vida diaria no son continuas. En la mecánica cuántica, muchas cosas en la naturaleza están compuestas por las unidades más pequeñas, que se pueden dividir en partes y partes. La energía, el impulso, el giro y muchas otras características de la materia son las mismas.
En la mecánica cuántica existen muchas partículas que conocemos, como los electrones y los protones. Sin duda, son discontinuas y granulares, y sus componentes sin duda se pueden "descomponer". Pero en la mecánica cuántica también existe un campo cuántico. Estos campos en el mundo subatómico son generados por partículas, cada una con sus propios campos únicos que se propagan a través del tiempo y el espacio. Las oscilaciones de los campos cuánticos nos permiten experimentar partículas. Las interacciones entre partículas se producen a través de campos cuánticos. Los campos cuánticos son continuos.
Si extendemos el concepto de mecánica cuántica al propio espacio-tiempo, obtendremos una inferencia lógica: ¿el espacio-tiempo también es discontinuo? ¿Es granular? ¿Está también formado por las unidades más pequeñas? ¿Se pueden dividir el tiempo y el espacio en píxeles como una imagen en la pantalla de una computadora? ¿La continuidad del espacio-tiempo que experimentamos es una red compuesta de innumerables puntos diminutos? ¿El tiempo y el espacio continuos que experimentamos cada día son sólo una ilusión?
Muchas hipótesis que intentan unificar la mecánica cuántica y la relatividad general, como la teoría de cuerdas y la teoría de la gravedad cuántica de bucles, tratan el espacio y el tiempo como discontinuos y descomponibles, aunque muchas de las predicciones, explicaciones y significados permanecen. elusivo. Por lo tanto, si podemos encontrar evidencia de la discontinuidad del espacio y el tiempo, podremos reescribir fundamentalmente nuestra comprensión de la realidad y habrá una revolución en la física.
Si se manifiestan discontinuidades espacio-temporales, deben ser extremadamente sutiles, de lo contrario las habríamos descubierto hace mucho tiempo. Muchas teorías sostienen que si el espacio-tiempo es discontinuo, entonces la velocidad de la luz debe ser constante: cambia con la energía transportada por el fotón. Cuanto mayor es la energía de la luz, más corta es la longitud de onda. Si su longitud de onda es lo suficientemente corta, puede reflejar discontinuidades en el tiempo y el espacio. Es como caminar. Si damos un gran paso, no sentiremos los altibajos del camino. Si nuestros pasos son pequeños, podemos experimentar la aspereza del camino. Para la luz, sus pasos a lo largo del camino del espacio-tiempo deben ser muy pequeños para poder experimentar la discontinuidad del espacio-tiempo. Para que la velocidad de la luz sea lo suficientemente pequeña como para experimentar las irregularidades del camino del espacio y el tiempo, necesita transportar 654,38 mil millones de veces más energía de la que nuestro dispositivo experimental más potente actual puede proporcionar.
La naturaleza del espacio-tiempo es un "santo grial" en física. Esta puede ser también una de las razones por las que una nueva idea de la ESA se llama "GrailQuest". El proyecto previsto, cuyo nombre es la abreviatura de "Laboratorio Internacional de Astronomía de Rayos Gamma para la Exploración Cuántica del Espacio y el Tiempo", se presentó a arXiv y está a punto de someterse a una revisión por pares.
Para detectar si fotones de diferentes energías vuelan a diferentes velocidades, necesitamos recolectar una gran cantidad de fotones de alta energía en el universo. Y eso es exactamente lo que espera hacer la Búsqueda del Santo Grial. El proyecto Búsqueda del Santo Grial espera lanzar una gran cantidad de pequeños detectores (el número exacto depende de su tamaño individual) para monitorear continuamente los estallidos de rayos gamma desde el cielo. Los estallidos de rayos gamma son las explosiones más poderosas del universo y producen grandes cantidades de fotones de alta energía, también conocidos como rayos gamma. Estos rayos gamma viajaron decenas de miles de millones de años luz y fueron captados por detectores. Los detectores pueden registrar la energía transportada por estos fotones y encontrar la diferencia en la velocidad de la luz basándose en la diferencia de tiempo que hace cada detector al recibir la señal de rayos gamma.
Con suficiente precisión, el proyecto "Búsqueda del Santo Grial" podría teóricamente descubrir si el tiempo y el espacio son discontinuos. Al menos, es el movimiento correcto.
En primer lugar, estos fotones tienen la energía más alta; en segundo lugar, estos fotones de alta energía viajan a través de decenas de miles de millones de años luz y tienen tiempo suficiente para acumular efectos; finalmente, la estructura del detector es bastante simple y puede desplegarse en grandes cantidades; números para cubrir todo el cielo tanto como sea posible y monitorear una gran cantidad de rayos gamma.
La ESA planeó originalmente lanzar estos detectores entre 2035 y 2050. Si la Búsqueda del Santo Grial descubre que el tiempo y el espacio son verdaderamente discontinuos, la física humana sufrirá cambios significativos.