一提到真空,人们往往会以为就是啥也没有的空间。其实,现实中是不存在真正空无一物的真空的。
这并不是说我们人类的技术能力还有限,制造不出真正的真空,而是物理规律本身决定了,这世上没有空无一物的地方。按照描述微观世界的量子力学的说法,真空也是有能量的。虽然真空的能量比包含了物质的时候低,但就好比放在地面上的石头也有重力势能一样,真空的能量虽然最低,但却不是零。真空中会莫名其妙地不断出现正、负粒子对,随即它们又湮灭消失,这些粒子就是微弱的真空能转化的。
一般来说,真空能都是很微弱的,例如靠的非常近的两块金属板,由于真空能的作用,彼此之间会有微弱的吸引力。这种作用极难察觉到,对我们的宇宙也没啥值得一提的影响,似乎没有太大的研究价值。不过最近,巴西物理学家研究之后发现,就好比物质会在引力的作用下聚集成团,形成星球一样,在某些特殊情况下,弥漫在宇宙中的微弱的真空能,也能在引力的作用下聚集起来。
说实话,研究引力和真空能之间的作用并不是件容易的工作,这两位仁兄根本就是来自于不同的世界。引力是广义相对论负责解决的问题,而真空能则纯粹是量子力学的产品。广义相对论和量子力学没法调和到一起,这是困扰了物理学家们几十年的终极问题,到现在也还没有正真获得完满解决。
既然还没有成熟的量子引力理论,物理学家们采用了一个取巧的方法,把标准量子力学放进弯曲的时空中来进行计算。而按照广义相对论,引力实质上就是时空的弯曲,这样一来就等于把引力和量子力学捏合到一起了。
经过计算,他们找到了真空能和引力间作用的规律,并尝试着实际运用到中子星形成的过程中。中子星诞生的过程,是临近死亡的恒星迅速地坍缩,物质收缩,密度变得极大的过程。此时,真空能有一定的概率会受到引力的作用,随着物质一起收缩,并在中子星的中心迅速聚集起来。甚至有可能是在中子星的物质停止收缩后,真空能的收缩也不会停止,密度竟然还会继续随时间迅速增长,最终甚至超过物质的密度!
这聚集起来的真空能可就不再微弱了,它们可能会成为周围空间的主宰。强大起来的真空会产生额外的引力作用,对中子星本身的影响不可小视。不过真空能是否会把中子星又压缩,甚至形成黑洞,物理学家们还没有算明白。
既然在强大引力的作用下,弥散在宇宙的微弱真空能可以聚集起来,那么我们是不是可以把它们收集起来,作为能源使用呢?这种来自真空的能源如果能为我们所用,简直就等于我们获得了一种能源取之不竭的宇宙“永动机”!
目前看起来这个永动机距离供给我们能源还很遥远,毕竟中子星诞生这样的极端条件,不是我们靠人力能轻松实现的。但是科学在慢慢的提升,未来我们也许真的能利用真空能,完全解决能源问题。
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