真空不空(六)——空间幽灵

时间:2019-09-23 12:00:01 来源:大众新闻网 当前位置:IOT物联网 > 星座 > 手机阅读

幽灵,通常是人们形容来去无踪但又时常做怪的神秘物体,这似乎与科学风马牛不相及。然而,量子就像是空间幽灵,隐秘却又不时地影响着各种物体的行为,成为主宰宇宙的上帝。比如,面对巨大的真空量子密度,我们在低速行走时感受不到任何阻碍,而在高速运动时却又受到限制,无法超越光速。这是因为,物体在低速运动时,产生量子不对称碰撞的几率微乎其微,而且物体的质量大都集中在很小的原子核中,物体的内部非常空旷,很多细小且离散的量子可以无障碍地穿过。只有当物体接近于光速运动时,真空效应才会变大(类似赤脚划水运动),真空就会变得比钢板还硬,以至于不同层次的物体在达到光速之前就解体了,还原为各种激发量子如光子和中微子等。从理论上讲,并不是没有足够的能量将物体加速至光速(类似突破音障),而是因为作为封闭体系的物体强度不够,在被加速至光速之前就已解体,还原为光子了。

说到空间幽灵般的神秘,还有另外一个原因,就是暗能量。 暗能量的提出是缘于星光的普遍红移,而且人们相信,该红移意味着星系之间在相互退行(最近更有说法认为各个星系在相互加速分离)。如果仅考虑物质的因素,那么所有天体都会因万有引力而重新聚合,这与上述星系之间相互退行的宇宙景观相背离。为此,需要假设存在一种目前尚不为人知的能量来抗拒万有引力,这就是暗能量。如果宇宙的膨胀与否只取决于万有引力和暗能量,而且两者大体上是平衡的,根据计算,在整个宇宙所包含的能量中,暗能量约占70%,物质则约为30%。这是站在一维的物质观得出的推断。然而,由于真空不空,如果我们站在充满着离散量子的真空来思考,物质对真空的影响只局限于其附近很小的范围,就整体而言,物质对真空的影响可以忽略不计。真空不空,真空中充满着无序(热)运动的基态量子就是所谓的暗能量(空间幽灵)。根据前面的估算,每立方厘米所含基态量子的能量高达10+26尔格,相当于100公斤左右的质量,而物质在宇宙中的密度很小,每立方厘米连一个质子都摊不上。

由于离散的基态量子太过细小且物质内部的空间又非常空旷,所以在通常的情况下,我们察觉不出它们的存在,是名副其实的暗能量(空间幽灵)。如果,我们把视野扩展至拥有无数个宇宙的自然界,得出的结论是:一个具体的宇宙,其膨胀与收缩,并不取决于内部真空能量与内部物质总量的对比,而是取决于内部真空能量与外部空间能量的比值。

俗话说, 一千个人心中,有一千个哈姆雷特。不知道在各位的心目中,空间幽灵是什么呢 ?(待续)

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