「真空」是一個物理學概念，這個詞表達的意思是「空無一物」，也就是沒有任何物質的虛無，理論上來說，一片空間中不存在任何粒子的時候，這片空間就處於真空狀態，但是在量子理論問世後，科學家發現宇宙中不存在「絕對真空」，任何一片空間中都在進行著人類觀察不到的「量子漲落」。
在地球外的宇宙空間中，就算不考慮量子漲落，其實也只是「超高度真空」的狀態，因為在太陽系的宇宙空間中，存在著每立方釐米0.1個氫原子和氫分子的星際氣體，這是因為太陽系的前身是一個「行星狀星雲」，由大量的氫元素組成，宇宙中含量最豐富的的元素就是「氫元素」，佔據了全宇宙90%以上的總質量。
在引力的作用下，行星狀星雲演化成了今天的樣子，仍然有很多殘留物質存在於宇宙空間中，宇宙中真正空曠的地方是「宇宙空洞」，比如著名的「波江座空洞」，這個空洞的直徑有10億年，在這個空洞中幾乎不存在任何星系，理論上認為這樣的「宇宙空洞」是天體纖維狀結構的中間地帶。
量子理論認為，就算是在宇宙空洞這樣不存在任何星系的區域，也不存在絕對的真空，「量子真空漲落」是根據海森堡的不確定性原理推導出的結論，這個理論認為，在宇宙的大部分空間中，會在很短的一瞬間誕生出「虛粒子」，虛粒子一般是一正一反兩個粒子，正物質和反物質接觸後會相互抵消，兩個粒子的出現看似違背了能量守恆，但是因為它們出現的時間很短暫，從宏觀來看其實是沒有發生任何變化的。
如果沒有任何粒子出現，處於「絕對真空」的狀態中，沒有粒子的運動，就代表溫度達到了「絕對零度」，可是在我們的理論中指出「絕對零度不可能實現」，這些突然出現又馬上消失的虛粒子為宇宙的整體溫度做出了不小的貢獻。
為什麼絕對零度無法實現呢？
拋開時間和空間不談，仍然從量子理論入手，不確定性認為，我們不可能在同時百分百確定一個粒子的位置和動量，讓一個數據變得準確的時候，必然會讓另外一個數據變得「不確定」，正是因為這樣，才會有量子漲落的出現。
如果達到絕對零度，就代表任何物質的運動都會靜止，如果真的是這樣，那麼一個粒子的位置和動量不就可以同時被確定了嗎？這顯然違反了不確定性原理，因此科學家認為，就算是真正實現了絕對零度，粒子也會在不確定原理的影響下發生震動，這個震動產生的能量被稱為「真空零點能」。
物理學家卡西米爾提出的「卡西米爾效應」可以很好的證明量子漲落和真空零點能的存在，把兩個不帶電的金屬板放在一起，真空中的量子漲落會讓這兩個金屬板產生吸力，兩塊金屬板靠得越近，產生的力就越強，目前科學家已經證實了這個現象的存在，這代表在宇宙空間中，存在著大量的能量。
「真空零點能」可能是未來人類最理想的能源，這種能源遠比可控核聚變要強大，不論是可控核聚變還是反物質引擎，都需要消耗一定的質量，而真空零點能是「無中生有」，如果人類未來的科技達到要求，就可以從宇宙空間中的任意一個「點」獲取真空零點能，並把這種能量轉化成人類需要的能源。
從某種角度上來說，真空零點能就像是人類曾經設想的「永動機」，現在人類對零點能的運用，只能讓兩塊金屬板貼合在一起微微發熱，這證明了零點能真實存在，如何運用零點能才是最大的難題。
可控核聚變可以讓人類文明快速發展成為二級文明，但是可控核聚變並不足以支持人類走出銀河系，只有實現對真空零點能的運用，人類的宇宙飛船才可以像科幻電影中一樣來去自如，不用準備能源儲備就可以讓宇宙飛船自由運動。
真空零點能的存在還代表外星文明的科技可能會遠超我們想像，如果外星文明可以利用真空零點能，他們對宇宙的探索程度可能是人類無法預測的。現階段人類對於真空零點能的運用還處於基礎理論階段，NASA對真空零點能已經有了相關計劃，不過距離真的實現對真空零點能的運用，可能還需要很久很久。
最讓人感到疑惑的是，真空零點能的能量密度大到讓人無法相信，甚至會懷疑這個理論的正確性，在任何一個點上真空零點能可以產生的能量，甚至都要大於整個可觀測宇宙，但是這麼大的能量為什麼不會引起時空的彎曲呢？或許在未來會有新的物理理論給人類答案。
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