宇宙可能有一个非常非常快的基本钟。

就像为音乐家设定节奏的节拍器一样，一个基本的宇宙时钟可能会在整个宇宙中保持时间。但如果存在这样的时钟，它的滴答声就会非常快。

在物理学中，时间通常被认为是第四维。但一些物理学家推测，时间可能是物理过程的结果，比如内置时钟的滴答作响。

根据6月19日发表在“物理评论快报”上的一项理论研究，如果宇宙确实有一个基本钟，它的运行速度必须超过每秒10亿次。

在粒子物理学中，微小的基本粒子可以通过与其他粒子或场的相互作用来获得性质。例如，粒子通过与希格斯场相互作用获得质量，希格斯场是一种遍及整个空间的糖蜜(SN：7/4/12)。宾夕法尼亚州立大学的物理学家马丁·博乔瓦尔德(Martin Bojowald)说，也许粒子可以通过与类似类型的场相互作用来体验时间。这个磁场可能会振荡，每个周期就像一个常规的滴答声。这项研究的合著者之一Bojowald说：“这真的就像我们对我们的时钟所做的那样。”

时间在物理学中是一个令人费解的概念：两个关键的物理学理论在如何定义它方面存在冲突。在描述微小原子和粒子的量子力学中，“时间就在那里。已经修好了。这是一个背景，“加拿大滑铁卢周长研究所的物理学家弗拉米尼亚·贾科米尼(Flaminia Giacomini)说。但是在描述万有引力的广义相对论中，时间移动的方式是怪异的。例如，地球表面的时钟比轨道卫星上的时钟走得慢。

没有参与这项研究的贾科米尼说，在试图将这两种理论结合成一个量子引力理论时，“时间问题实际上相当重要”。研究不同的时间机制，包括基本钟，可以帮助物理学家形成这一新理论。

研究人员考虑了基本钟对原子钟行为的影响，原子钟是有史以来制造的最精确的钟(SN：10/5/17)。如果基本钟走得太慢，这些原子钟将不可靠，因为它们会与基本钟不同步。因此，原子钟将以不规则的间隔滴答作响，就像不能保持稳定节拍的节拍器一样。但到目前为止，原子钟一直是高度可靠的，这使得Bojowald和他的同事可以限制基本钟必须走多快，如果它存在的话。

物理学家怀疑秒数的细微划分是有极限的。量子物理禁止任何小于10-43秒的时间段，这段时间被称为普朗克时间。如果存在基本钟，那么普朗克时间可能是它的一个合理的计时速度。

为了验证这一想法，科学家们需要将他们目前对时钟滴答速度的限制-每秒数万亿次-增加约200亿倍。这似乎是一个巨大的差距，但对一些物理学家来说，这是出人意料的接近。“这已经出人意料地接近了普朗克体制，”没有参与这项研究的周界物理学家比安卡·迪特里奇(Bianca Dittrich)说。“通常情况下，普朗克政权与我们的所作所为真的相去甚远。”

然而，Dittrich认为宇宙中可能没有一个基本钟，而是可能有多种过程可以用来测量时间。

Bojowald说，尽管如此，与世界上最大的粒子加速器-大型强子对撞机的实验相比，新的结果更接近普朗克制度。在未来，更精确的原子钟可以提供更多关于宇宙运转的信息。

书名/作者Martínez and M.Bojowald.。一段基本时间的物理含义。物理评论快报。第124卷，2020年06月19日，241301页。DOI：10.1103/PhysRevLett.124.241301.