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真空不空(六)——空間幽靈

幽靈,通常是人們形容來去無蹤但又時常做怪的神秘物體,這似乎與科學風馬牛不相及。然而,量子就像是空間幽靈,隱秘卻又不時地影響著各種物體的行為,成為主宰宇宙的上帝。比如,面對巨大的真空量子密度,我們在低速行走時感受不到任何阻礙,而在高速運動時卻又受到限制,無法超越光速。這是因為,物體在低速運動時,產生量子不對稱碰撞的幾率微乎其微,而且物體的質量大都集中在很小的原子核中,物體的內部非常空曠,很多細小且離散的量子可以無障礙地穿過。只有當物體接近于光速運動時,真空效應才會變大(類似赤腳劃水運動),真空就會變得比鋼板還硬,以至于不同層次的物體在達到光速之前就解體了,還原為各種激發(fā)量子如光子和中微子等。從理論上講,并不是沒有足夠的能量將物體加速至光速(類似突破音障),而是因為作為封閉體系的物體強度不夠,在被加速至光速之前就已解體,還原為光子了。

說到空間幽靈般的神秘,還有另外一個原因,就是暗能量。 暗能量的提出是緣于星光的普遍紅移,而且人們相信,該紅移意味著星系之間在相互退行(最近更有說法認為各個星系在相互加速分離)。如果僅考慮物質的因素,那么所有天體都會因萬有引力而重新聚合,這與上述星系之間相互退行的宇宙景觀相背離。為此,需要假設存在一種目前尚不為人知的能量來抗拒萬有引力,這就是暗能量。如果宇宙的膨脹與否只取決于萬有引力和暗能量,而且兩者大體上是平衡的,根據計算,在整個宇宙所包含的能量中,暗能量約占70%,物質則約為30%。這是站在一維的物質觀得出的推斷。然而,由于真空不空,如果我們站在充滿著離散量子的真空來思考,物質對真空的影響只局限于其附近很小的范圍,就整體而言,物質對真空的影響可以忽略不計。真空不空,真空中充滿著無序(熱)運動的基態(tài)量子就是所謂的暗能量(空間幽靈)。根據前面的估算,每立方厘米所含基態(tài)量子的能量高達10+26爾格,相當于100公斤左右的質量,而物質在宇宙中的密度很小,每立方厘米連一個質子都攤不上。

由于離散的基態(tài)量子太過細小且物質內部的空間又非??諘?,所以在通常的情況下,我們察覺不出它們的存在,是名副其實的暗能量(空間幽靈)。如果,我們把視野擴展至擁有無數個宇宙的自然界,得出的結論是:一個具體的宇宙,其膨脹與收縮,并不取決于內部真空能量與內部物質總量的對比,而是取決于內部真空能量與外部空間能量的比值。

俗話說, 一千個人心中,有一千個哈姆雷特。不知道在各位的心目中,空間幽靈是什么呢 ?(待續(xù))

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