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真空并不是“什么都没有”, 真空里到底有什么呢?

发布日期:2018年05月16日 07:43  作者:佚名  文章来源:宇宙探索  [纠错]

  关于原子,有一个非常惊人的事实,那就是原子内部绝大部分都是空的。如果原子的直径和你胳膊展开的长度一样,那么电子就会一直在你胳膊围成的空间里跳舞,而原子核会在中心的位置,它的直径要比一根头发的直径还要小。

  所以说,构成你我还有那些宇宙中看起来是固态的原子,其实基本上都是空的,这种事实很让人费解,但是更不可思议的是空无一物的地方其实并不空。

  夸克是组成质子和中子的基本粒子,而夸克通过胶子相互作用。在真空中,我们看到的其实是一大锅在波动的量子场汤,变化得非常快。我们通常认为的空无一物的空间实际上充斥着夸克和胶子场波动。

  这听起来不可思议。有一点很反直觉的是,处于最低能量态的真空应该一些东西,但事实上为了清理掉那些能量波动建立一个真正的真空需要更多的能量。

  有科学家表示,真“真空”实际上需要大量的能量来建立,大自然似乎非常讨厌“真空”的存在,会“想尽一切办法”阻止“真空”的出现。如果你成功建立了一个真“真空”,你会发现那个状态非常不稳定,任何形式的刺激都会把“真空”变回充满量子场波动的状态。

  其实这听起来没有那么奇怪,就像是一个永磁体,在室温下,它处于最低能量态,周围环绕着磁场,那是因为里面所有原子的小磁矩都连在一起。但如果你加热磁体,就会给那些粒子热能,当达到居里点的时候,它们的排列会变得过于混乱,周围就不会再有宏观的磁场。所以说其实需要能量来让永磁体的磁场消失。

  这点就有点像量子场。量子涨落可以帮助我们了解基本粒子的行为,比如:你在哪里最可能找到一个夸克?夸克是在那些量子涨落顶端,那些泡沫出现并消失得非常快,可以认为夸克是从一个泡沫调到另一个突然出现的泡沫。

  不光你我还有宇宙中的所有原子绝大部分都是真空,但真空也并不是真正空无一物。科学家还发现,根据量子物理学理论,真空中光波和无线电波完全消失后,真空波动仍然存在。事实上,那些真空波动对于我们的存在至关重要,而且物理学家已经通过实验证明了真空波动真的存在,而如今“真空不空”已经越来越被我们认知和接受!

【责任编辑:张 东】

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