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什么是“虚无”:宇宙从一个巨大的虚空中诞生

2020-11-30 38 11/30

神秘的“无”一词背后隐藏着什么?宇宙如何从空旷的空间真实地创造出现实的结构?

当我们听到“什么都没有”这个词时,我们会怎么想?大多数人会立即想到没有对象的某种空白空间。实际上,从物理学的角度来看,“什么都没有”隐藏了许多有趣的细节。PBS时空频道准备了一段有趣的视频,其中揭开了流行语中神秘的“虚无”的帷幕。
那么,这种奇怪的现象是什么呢?物理学家称之为单个粒子的空间(在可能假设的地方)称为“真空”或“真空状态”。多亏了量子力学,科学家才发现真空具有一些奇怪的特性。量子力学的基本原理之一是海森堡不确定性原理。它具有相当复杂的形式定义,但是用简单的术语来说,它可以表示如下:粒子的一个特征的测量越准确,第二个特征的测量就越不准确。

奇怪的是,不确定性原理不仅适用于粒子,而且适用于能量,甚至适用于时间。因此,您对粒子的能量了解得越多,有关其时间位置的信息就越少,反之亦然。这是最令人惊奇的事情发生的地方:如果您确定在空间的某个点上没有粒子并且不可能存在(在这种情况下,这种空间是真空的),那么按照海森堡原理的逻辑,在这一点上会集中如此多的能量,这可能足以形成粒子本身!

这是一个悖论,不是吗?物理学家称此类粒子为“虚拟”粒子,通常将其表示为量子涨落。换句话说,如果您创建了足够的“无”,则宇宙将自动尝试填充此空白,从字面上从无到有地创建粒子。而且,一些专家认为,整个宇宙很有可能是一个大的虚拟粒子。这个假设称为“真空发生”,即宇宙最初是由时间以外存在的伟大“虚无”而诞生的。当然,科学家无法以实际的方式证明这一点,但无疑为我们的后代提供了心灵所需的食物。

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