По распространенному мнению вакуум – это абсолютная пустота. И это не заблуждение, это самое строгое определение термина, согласно которому вакуум – область пространства, в которой полностью отсутствует материя. Проблема в том, что это идеальное состояние вакуума, к которому он стремится только в теории. Оно не может существовать в реальном мире. Даже искусственным способом ученые не могут создать такие условия в лабораториях.
Виртуальные частицы
В научном сообществе под вакуумом принято подразумевать пустые области космоса. И некоторые из них действительно могут приближаться к абсолютной пустоте. В таких случаях в одном кубическом километре межзвездного пространства может находиться всего лишь одна молекула или один атом.
Если посмотреть на вакуум через призму квантовой физики, то в ней он перестает быть пространством и становится состоянием с минимальным (не полным отсутствием) количеством энергии. Эта фундаментальная физическая теория предполагает, что в любом пространстве в силу принципа неопределенности (электрическое и магнитное поля не могут быть одновременно точно равны нулю даже в абсолютной пустоте в отсутствии каких-либо волн) существуют виртуальные частицы или фотоны.
Они проявляют себя как электромагнитный шум. От реальных они отличаются тем, что у виртуальной частицы нарушена связь между энергией и импульсом. По этой причине они недолговечны, сразу после рождения они быстро исчезают. Виртуальные частицы придумали, чтобы объяснить фундаментальные взаимодействия между реальными частицами. Суть этого взаимодействия – обмен виртуальными частицами. Это помогает ученым объяснять многие эффекты, в том числе и испарение черных дыр по Хокингу.
Кипение вакуума
Виртуальные частицы не исчезнут даже после того, как мы полностью опустошим или экранируем какое-либо пространство. Не исключено рождение и заряженных частиц в паре с античастицей. Но если на вакуум воздействует своей энергией окружающее его внешнее поле, то появятся и реальные частицы. Они при взаимодействии с вакуумом будут изменять свой заряд и массу. Тогда вакуум сам становится источником новых частиц. Это явление ученые назвали кипением вакуума и исследуют в области физики высоких энергий.
Благодаря бесконечному рождению-смерти виртуальных частиц в пространстве-времени происходят кратковременные колебания уровня энергии. Это явление получило название квантовые флуктуации вакуума. Физики зафиксировали и подтвердили, что даже в абсолютной пустоте присутствуют колебания либо магнитного, либо электрического поля (следствие принципа неопределенности).
Скачать мобильное приложение SFERA:
🇷🇺Rustore
🤖Android
🍎iOS
SFERA — это мессенджер, социальная сеть, сервис знакомств, поиск новых друзей, поиск работы/сотрудников, видеосервис и многое другое. Всё бесплатно и без рекламы. Мы за развитие, мы для думающих людей и мы против деградации.
Эти колебания можно еще назвать нулевой энергией вакуума пустого пространства. Полностью убрать из вакуума колебания и порождающие их частицы пока не представляется возможным, поскольку они крайне недолго существуют – 1 фемтосекунду (одна миллионная миллиардной доли секунды). А еще они крайне малы.
Подрыв основ
Достижение абсолютного вакуума не только поставило бы под сомнение основы квантовой механики и классической физики, но и уничтожило бы нашу Вселенную. Если бы нулевая энергия пустого пространства упала, то энергия частиц увеличилась бы многократно, и породила горячий Большой взрыв.
Космический же вакуум будет всегда на минимальном значении. В нем не будет реальных частиц и энергии. Но останется пространство-время с присущими им законами физики. Если убрать и их, что останется? В физике для этого определения, увы, пока нет.
Это выходит за рамки «ничего», которое существует во Вселенной, и вместо этого становится более философским, абсолютным «ничем». Неизвестно вообще, будет ли оно обладать физическим смыслом. Таким образом, полное удаление материи из вакуума подрывает сами основы современной науки, и требует дальнейшего исследования и осмысления.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также: