真空並不存在,暗能量的本質或許就是真空力

2020-12-06 亞博網

真空與虛空

虛空,通常在宏觀物理研究上,我們將虛空等同於真空的概念,真空,簡單來講就是空無一物,在特定區域內不存在任何的物質與能量,但實際上,整個宇宙中都不存在嚴格意義上的真空區域,即使是在物質極為稀薄的宇宙中,也存在著每10立方米一個原子的物質,這就不符合嚴格意義上的真空定義,所以我們只能將其定義為近似真空,那麼宇宙中真的不存在一塊不存在任何物質的區域嗎?

或許有,但可能性基本為零,即使我們能夠找到一塊不存在物質的區域,但是我們也無法找到一個不存在能量的區域,因為能量分為很多種,機械能、內能、太陽能等等,在宇宙大爆炸發生後,由奇點釋放的巨額能量,以電磁波的形式快速擴散到整個宇宙,如今在宇宙的各個角落,都可以檢測到137億年前那次猛烈大爆炸的餘溫,即宇宙微波輻射,所以從宇宙大爆炸的角度來說,也不存在一塊絕對真空的領域,可能有些讀者會以絕對零度來反駁,是的,在達到絕對零度的情況下,空間中總能量等於零,但絕對零度僅僅物理理論上的一個極限值,在現實中絕對不可能實現絕對零度。

一種神秘的力:暗能量

另外,我們也可以通過宇宙的受力分析中發現問題,在整個宇宙範圍內,天體一定會無時不刻受到萬有引力的作用,萬有引力是一種吸引力,所以宇宙中的天體應該受到萬有引力的作用,慢慢的聚攏在一起,最終恢復到宇宙大爆炸時的奇點狀態,但事實上呢?宇宙中的天體不僅僅沒有聚攏在一起,反而開始膨脹,而且是加速膨脹,這就意味著在宇宙中一定存在著一種力,這種力量要比萬有引力更加強烈,天體因為受這種力的作用,克服了萬有引力開始快速膨脹,天文學家稱這種力為暗能量,不過自從暗能量理論被提出後,天文學家研究暗能量的進度就一直停滯不前,原因很簡單,因為雖然我們通過分析推導出了這種力的存在,但是這種力似乎像穿上了隱形衣一樣,無法被發現,不過可以肯定的是,這種神秘的力一定廣泛存在於真空之中,更有一些天文學家懷疑,可能這種力的本來面貌就是真空,從這個角度來看,絕對的真空也是不可能存在的。

以上談到的是在宏觀領域討論真空這一概念,而在微觀領域,我們可以將真空換成另外一個詞:虛空。

虛空並不空

說起虛空,最直觀的例子就是魚和水,魚都是生存在水中的,所以如果從魚的角度來說,水對於魚來說就是空間,魚是感知不到水的存在的,而比魚更高等的智慧生物卻可以感知到水的存在,魚和水的例子是否引發了這樣的思考:我們認為的真空,會不會是一種尚未認知的能量,或者是一種高緯度、但無法感知的空間呢?

從宏觀角度來看,物質分布密度與宇宙微波輻射證明了不存在絕對的真空,那麼在微觀角度,也就是在一個比原子還要小一千萬億億倍的尺度上,存在絕對的虛空嗎?

神奇的量子漲落

如果將空間縮小到如此小的量子尺度內,那麼每10立方米一個原子與宇宙微波輻射就無法再約束微觀領域,在如此小的量子尺度內,很可能出現一塊不存在物質與能量的虛空區域,不過後來量子力學的發展卻又將這一猜想否定,量子力學的不確定告訴我們,在量子尺度內,空間不再是連續且平滑的,而是充滿著激烈的量子漲落(虛空漲落),虛空中會不斷的產生虛粒子,然後不斷兩者相遇並且湮滅,不過由於量子漲落髮生在極小的量子尺度上,所以這些虛粒子的產生、湮滅是無法被觀測的,不過量子漲落可以通過反卡西米爾效應證明。

科學永無止境

根據上面的推斷,我們可以得出這樣的結論:不論在宏觀領域,還是微觀領域,都不可能存在絕對的真空或者虛空,如此來看,原本我們認為無比熟悉的空間竟然還有這麼多的疑點,真空或者虛空的本質是什麼?暗能量是否真的就是一種真空能?人們是否真的是水中的魚?這一切的一切,還有待我們繼續研究。

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