一提到真空,人們往往會(huì)以為就是啥也沒有的空間。其實(shí),現(xiàn)實(shí)中是不存在真正空無一物的真空的。
這并不是說我們?nèi)祟惖募夹g(shù)能力還有限,制造不出真正的真空,而是物理規(guī)律本身決定了,這世上沒有空無一物的地方。按照描述微觀世界的量子力學(xué)的說法,真空也是有能量的。雖然真空的能量比包含了物質(zhì)的時(shí)候低,但就好比放在地面上的石頭也有重力勢(shì)能一樣,真空的能量雖然最低,但卻不是零。真空中會(huì)莫名其妙地不斷出現(xiàn)正、負(fù)粒子對(duì),隨即它們又湮滅消失,這些粒子就是微弱的真空能轉(zhuǎn)化的。
真空能在聚集!
一般來說,真空能都是很微弱的,例如靠的非常近的兩塊金屬板,由于真空能的作用,彼此之間會(huì)有微弱的吸引力。這種作用極難察覺到,對(duì)我們的宇宙也沒啥值得一提的影響,似乎沒有太大的研究?jī)r(jià)值。不過最近,巴西物理學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),就好比物質(zhì)會(huì)在引力的作用下聚集成團(tuán),形成星球一樣,在某些特殊情況下,彌漫在宇宙中的微弱的真空能,也能在引力的作用下聚集起來。
引力是如何把真空能聚集起來的呢?
說實(shí)話,研究引力和真空能之間的作用并不是件容易的工作,這兩位仁兄根本就是來自于不同的世界。引力是廣義相對(duì)論負(fù)責(zé)解決的問題,而真空能則純粹是量子力學(xué)的產(chǎn)品。廣義相對(duì)論和量子力學(xué)沒法調(diào)和到一起,這是困擾了物理學(xué)家們幾十年的終極問題,到現(xiàn)在也還沒有得到完滿解決。
既然還沒有成熟的量子引力理論,物理學(xué)家們采用了一個(gè)取巧的方法,把標(biāo)準(zhǔn)量子力學(xué)放進(jìn)彎曲的時(shí)空中來進(jìn)行計(jì)算。而按照廣義相對(duì)論,引力實(shí)質(zhì)上就是時(shí)空的彎曲,這樣一來就等于把引力和量子力學(xué)捏合到一起了。
經(jīng)過計(jì)算,他們找到了真空能和引力間作用的規(guī)律,并嘗試著實(shí)際運(yùn)用到中子星形成的過程中。中子星誕生的過程,是臨近死亡的恒星迅速地坍縮,物質(zhì)收縮,密度變得極大的過程。此時(shí),真空能有可能會(huì)受到引力的作用,隨著物質(zhì)一起收縮,并在中子星的中心迅速聚集起來。甚至有可能在中子星的物質(zhì)停止收縮后,真空能的收縮也不會(huì)停止,密度竟然還會(huì)繼續(xù)隨時(shí)間迅速增長(zhǎng),最終甚至超過物質(zhì)的密度!
永動(dòng)機(jī)不是幻夢(mèng)
這聚集起來的真空能可就不再微弱了,它們可能會(huì)成為周圍空間的主宰。強(qiáng)大起來的真空會(huì)產(chǎn)生額外的引力作用,對(duì)中子星本身的影響不可小視。不過真空能是否會(huì)把中子星又壓縮,甚至形成黑洞,物理學(xué)家們還沒有算明白。
既然在強(qiáng)大引力的作用下,彌散在宇宙的微弱真空能可以聚集起來,那么我們是否可以把它們收集起來,作為能源使用呢?這種來自真空的能源如果能為我們所用,簡(jiǎn)直就相當(dāng)于我們獲得了一種能源取之不竭的宇宙“永動(dòng)機(jī)”!
目前看起來這個(gè)永動(dòng)機(jī)距離供給我們能源還很遙遠(yuǎn),畢竟中子星誕生這樣的極端條件,不是我們靠人力可以實(shí)現(xiàn)的。但是科學(xué)在不斷進(jìn)步,未來我們也許真的能利用真空能,徹底解決能源問題。
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