百家號獨家內容。圖解：真空中粒子的意境
正如這幅藝術效益圖所描繪的，外層空間場和粒子正在發生相互作用。即使是一個「完美」的真空，仍然會有真空能量、希格斯場和時空曲率。對人類來說，太空似乎是空的，因為我們看不到那裡的大部分東西，並且那裡的空氣比我們習慣的要少得多。公共域圖像，來源:克里斯多福·s·貝爾德。
空間不是空的。外層空間的一個點就充滿了氣體、塵埃、來自恆星的帶電粒子風、恆星發出的光、宇宙射線、大爆炸留下的輻射、重力、電場和磁場，以及核反應產生的中微子。正如亨寧·根茨(Henning Genz)博士在《虛空:虛無空間的科學》(nothness: the Science of Empty Space)一書中所描述的那樣，空間也充滿了我們無法直接探測到的兩種物質:暗物質和暗能量。
根據根茨Genz博士的說法，即使可以從空間的某一特定區域移除並阻擋住所有的這些東西，仍然有三樣是我們永遠無法移除的:(1)真空能量，(2)希格斯場，(3)時空曲率。
真空能量(也稱為真空漲落或零點能)是由粒子和反粒子組成的海洋，這些粒子和反粒子會短暫地進入或消失。真空能量有一個非常真實的影響，因為它削弱了，或者說屏蔽了電場。真空漲落並不是某種奇特的、未經檢驗的理論產物。相反，真空波動在我們日常生活中都能找到。雷射，就像你DVD機裡的雷射一樣，關鍵取決於真空波動的存在。當你正確地設置一種材料，使之能產生光輻射的連鎖反應時，雷射束就產生了。這個鏈式反應是由真空漲落引起的。
同樣，放射性衰變，比如考古學家用來確定材料年代的碳-14衰變，也是由真空波動引起的。真空能量可以通過卡西米爾效應來測量:讓兩個不帶電的金屬球被拉得很近，真空能量使它們產生了相互吸引，當它們的分離足夠小的時候，真空能量的吸引力超過了引力和電磁效應。真空能也解釋了氫能級的蘭姆轉移，真空能同樣也是主流物理學的既定原理。(另一方面，利用真空波動作為工業能源的免費來源是一種偽科學。)
其次，希格斯場無處不在，正是它賦予了許多粒子質量。由於質能守恆，質能不能在一個封閉的系統中憑空產生或消滅。因此，當希格斯場給一個粒子賦予質量時，它是通過從真空中吸收能量來實現的。2012年，當歐洲核子研究組織(CERN)的大型強子對撞機宣布了對希格斯玻色子存在的首次意義深遠的實驗驗證，希格斯場成為了重大新聞。
最後，根據愛因斯坦的廣義相對論，時空曲率是空間本身固有的屬性。質量作用於空間的方式是給它曲率，空間作用於質量的方式是讓它們以彎曲的形狀運動。質量在彎曲時空中沿直線運動的現象稱為引力。衛星在軌道上的曲線軌跡實際上是曲線空間中的一條直線。一個沒有質量的空間仍然有一個形狀(它仍然有愛因斯坦的度量場)。根據方程，即使沒有質量，這個形狀甚至也是可以是彎曲的。因為重力只是空間本身的形狀，所以沒有一種辦法能把重力留住或者阻止重力離開空間的某一個區域。因此，即使是最空的物理真空也總是有一個曲率場。
完美的「虛無」空間總是有真空能量、希格斯場和時空曲率。更典型的真空，例如在外層空間，也有氣體、塵埃、風、光、電場、磁場、宇宙射線、中微子、暗物質和暗能量。儘管所有這些東西都在外層空間快速移動，但對於習慣了在稠密的空氣層中穿行的地球人來說，太空似乎確實是空的。下面的列表總結了這些概念。
物質
例如:有形物體、氣體、塵埃、太陽風、宇宙射線、介子
可移除性:使用厚壁和真空泵可移除
光
例如:星光，熱輻射，宇宙背景輻射，無線電波，電磁場
可移除性:大部分可移除使用接近絕對零度的厚導電壁
中微子
例如:太陽中微子，來自放射性塵埃的中微子
可移除性:使用比地面厚的牆壁可移除
暗物質
例如:銀河的光暈，星系間的絲狀體
可移除性:未知，可能無法移除
真空能量
例如:連續粒子對產生的海洋
可移除性:不可移除
希格斯場
例如:希格斯耦合，希格斯玻色子
可移除性:不可移除
時空曲率
例如:重力，宇宙結構，暗能量
可移除性:不可移除
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. wtamu
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