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你瞭解我們生活的世界嗎﹖我們的宇宙是完美無瑕的﹖還是佈滿裂痕﹑由片段的微小時空所編織而成﹖這是一個人類已經思考了幾千年的問題﹐從公元前的芝諾悖論﹐到今天物理學界兩大理論量子力學與廣義相對論﹐這場爭執還沒有結束。如今義大利卡利亞里大學的物理學家Luciano Burderi及其團隊想出了極具野心的方法來驗證這個千古大哉問。
廣義相對論由20世紀最具盛名的科學家愛因斯坦提出﹐該理論建構由時間與空間交織出綿源不絕的四維連續時空﹐百年來各項觀測實驗不斷提供驗證﹐包含2017年諾貝爾物理學獎獲獎的重力波觀測。廣義相對論無疑已是當代科學的一大基石﹐但說到基石﹐怎麼能不提史上最成功的科學理論「量子力學」﹖量子力學以其違反直覺的各項特性得名﹐如波粒二象性﹑測不準原理等﹐在原子尺度下的微觀世界﹐許多物理量表現出了像一個一個封包的離散性﹐能量﹑動量甚至時間都有最小尺度的單元。數十年來科學家嘗試整合兩大理論﹐我們有一些很棒的結果﹐像弦論﹑迴圈量子重力﹐可惜還算不上勝利的果實﹐若能以實驗直接檢測時空的離散性﹐不論結果與否必將為科學界帶來革命。
如果時空有最小尺度﹐普朗克尺度可能是最大的單位。我們可以測量光速在非常短波長的電磁波中是否有變異﹐有點像人類的大腳在馬路上行走很平順﹐但對螞蟻來說可能像在崎嶇的巖岸上一樣難以前行﹐超高能的電磁波波長非常短﹐可能會被時空的皺褶給拖慢速度。但很不幸地﹐一個普朗克長度大約為1.616 × 10-35公尺﹐我們的實驗室遠遠無法製造出足夠高能的光線來驗證這樣微小的尺度﹐不過宇宙就是最危險的實驗室﹐「伽瑪射線暴(GRB)」是我們所知最劇烈的事件﹐像11月21日NASA發佈的GRB 190114C紀錄﹐遠在50億光年外的射源﹐數秒間釋放了太陽100億年的輻射量﹐將來這樣的事件或許可以用來檢測伽瑪射線是否有被時空的離散性給影響。
Luciano Burderi已經向歐洲太空總署提交計畫﹐發射數千顆迷你衛星至太空中﹐藉每顆衛星紀錄GRB的時間差來驗證光速是否發生變化。這個野心勃勃的計畫還有個相當霸氣的名字「GrailQuest(暫譯聖盃任務): the Gamma-ray Astronomy International Laboratory for Quantum Exploration of Space-Time.」。