Fluktuacje kwantowe

Fluktuacje kwantowe

Fluktuacje kwantowe to chwilowe zmiany energii występujące w danym punkcie przestrzeni, wynikające z zasady nieoznaczoności. Zgodnie z energetyczną wersją zasady Heisenberga, można je opisać równaniem:

$\backslash Delta\; E\; \backslash Delta\; t\; \backslash approx\; \backslash frac\{\backslash hbar\}\{2\},$

gdzie:

• $\backslash Delta\; E$ – fluktuacja energii,
• $\backslash Delta\; t$ – czas trwania fluktuacji,
• $\backslash hbar\; =\; \backslash frac\{h\}\{2\backslash pi\},$ gdzie $h$ to stała Plancka.

Równanie to sugeruje, że w bardzo krótkim czasie, bliskim czasowi Plancka, zasada zachowania energii może być naruszona, co prowadzi do powstania wirtualnych par cząstek i antycząstek. Te wirtualne cząstki szybko znikają, więc na dużą skalę zasada zachowania energii pozostaje nienaruszona, jednak ich interakcje mogą być obserwowane.

Rola fluktuacji kwantowych w kształtowaniu Wszechświata

Fluktuacje kwantowe mogą być kluczowym elementem w teorii inflacji, która sugeruje, że mały obszar przestrzeni został szybko rozciągnięty do obecnych rozmiarów Wszechświata. W wyniku tego procesu, niewielkie fluktuacje zostały „zamrożone” w strukturze przestrzeni.

Dzięki temu Wszechświat po fazie inflacji nie był jednorodny, co umożliwiło powstawanie różnych struktur, takich jak:

• gwiazdy,
• galaktyki,
• gromady galaktyk.

W ten sposób fluktuacje kwantowe przyczyniły się do zróżnicowanej struktury Wszechświata, jaką obserwujemy dzisiaj.