- · 《真空科学与技术学报》[09/30]
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真空真的“一无所有”吗？那里或隐藏着宇宙终(2)
作者:网站采编关键词:
摘要：你肯定会提出这样的质疑：既然我们观察不到虚粒子，又该如何证明它们的存在呢？ 这是个很好的问题，但其实也是个“很笨”的问题，因为在宇宙探索
你肯定会提出这样的质疑：既然我们观察不到虚粒子，又该如何证明它们的存在呢？
这是个很好的问题，但其实也是个“很笨”的问题，因为在宇宙探索的过程中，大多数物质我们都无法直接观察到，宇宙实在太大了，很多时候我们只能通过间接的手段确定某个事物的存在。虚粒子也是如此。
虽然我们无法直接观察到虚粒子，但虚粒子可以与现实中真实存在的粒子发生作用，于是科学家就可以通过研究分析这些相互作用来确定虚粒子的存在。
比如早在1947年物理学家兰姆与其学生卢瑟福就发现“真空”中存在某种真空波动，这种波动影响氢原子核的电势，根据量子电动力学的诠释，这种真空波动真是真空中存在的虚电子与虚正电子的真空波动。
所以说，绝对的真空是不存在的，真空也拥有能量，也就是所谓的“零点能”。虽然名字是“零点能”，远不意味着真空的能量就是零，事实上那里存在能量巨大的真空波动，究竟有多大能量，目前仍旧是一个巨大的谜团。
真空具有能量，同时真空其实也是一个相对的概念。
科学家曾经做过这样的实验。在真空中放置两片平行的不带电荷的金属板，把它们无限靠近。金属板内侧空间的真空波动会出现筛选机制，只有波长小于某个特定波段的电磁波才可以在内侧存在，而外侧不受这样的限制。
于是金属板外侧的电磁波真空波动会多于内侧，就会出现内外的能量差异，外侧的真空涨落会强于内侧，造成的结果就是金属板外侧的压力比内侧强，金属板就表现出某种无形的吸引力。这也是著名的“卡西米尔效应”，实验也在1996年得到证实。
说点题外话：虽然真空中存在巨大能量，但要想计算出究竟有多大的能量是非常复杂的，其中涉及到量子场论中深奥的课题：重整化，计算过程中甚至会出现1+2+3+4+......=-1/12这样“违反数学规律”的发散无穷极数，这里就不做详细说明了，感兴趣的可以搜索相关话题自行研究。
说重点，既然真空蕴藏着很大的能量，我们能否利用这种能量呢？
理论上确实可以，只要是能量就可以利用。但是获取的方式并不像我们平时从大自然获取能量那样，因为根据热力学定律，能量是不能无中生有的，首先需要在真空中打破热平衡，做局部的能量差异才可以，而这个过程我们付出的能量也不会比真空中获得能量多，这种获取能量的方式显示没有多大实际意义，起码目前是这样。
就像上面所说的“卡西米尔效应”，我们需要把两块金属板不停地来回来拉拽，加速移动两块金属板才可以让虚粒子转化为真实的光子，然后获取能量，但这个过程我们需要首先付出巨大能量。说白了，能量之间只能相互转化，绝不会真的出现“无中生有”！
人类对真空研究并未停止，那里或隐藏着更深的宇宙奥秘，因为宇宙大爆炸理论告诉我们，浩瀚宇宙就诞生于“无中生有”！关于真空的本质，我们还有很长的一段路要走！
文章来源：《真空科学与技术学报》 网址: http://www.zkkxyjsxb.cn/zonghexinwen/2021/0412/630.html