河外光源光的相位相干性——反对时间和空间一阶普朗克尺度涨落的直接证据

我们提出了一种直接检验时间在尺度 <= t_P = sqrt(hbar G/c^5) ~ 5.4E-44 s（普朗克时间）上是否继续具有其通常意义的方法。根据量子引力理论，一个事件的时间t无法被确定得比标准差形式 sigma_t/t = a_o (t_P/t)^a 更精确，其中a_o和a是约等于1的正常数；同样，距离也受到终极不确定性 c \sigma_t 的约束，其中c是光速。因此，光的周期和波长无法被精确指定；相反，它们独立地受到我们对时间和空间知识的相同内在限制，因此即使是最单色的平面波实际上也必须是具有不同omega和{\bf k}的波的叠加，每个波具有不同的相速度omega/k。对于电磁波谱的整个可及范围，这种效应极其微小，但如果发射的辐射传播了足够大的距离，它可以累积地导致相位信息的完全丢失。由于在光学频率下，来自遥远点光源的光的相位相干性是通过望远镜观察源时出现衍射图样的必要条件，因此此类观测提供了迄今为止最灵敏且无争议的检验。我们表明，哈勃空间望远镜（HST）对位于1.2 Gpc距离处的活动星系PKS1413+135的爱里环的探测，确保了排除所有振幅a_o > 0.003的一阶（a=1）量子引力涨落。同样的结果可用于推断真空中的光速精确到10^32分之几。