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科學報 科學文摘 宇宙

真空並不空裏面“生機勃勃”,蘊藏的能量或能幫助人類穿越宇宙!


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更新日期:2024809
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上世紀中期物理學家費曼提出的量子電動力學顛覆了物理學界的認知,認為虛空裏面極其活躍,它可以借取能量產生粒子和反粒子,之後迅速互相湮滅並把能量還給虛空。談論那些虛空,裏面沸騰著我們感覺不到的能量,我們見不到的虛粒子,這的確讓很多人包括物理學家心存疑惑。很多懷疑者會說,那些幽靈般的對象,假設性地充滿真空實際上並不存在。複雜的數學方程看起來要求它們存在,但這並不意味著它們本身的存在,它們可能只是數學幻想而已,缺乏現實的基礎。

但是自從20世紀50年代以來,虛空完全不空,實際上處處活躍的直接證據已經在實驗室中一次又一次被觀察到。虛空不空的第一個奇妙證據來源於一罐蛋黃醬。

1948年,一位名叫亨德裏克-卡西米爾的物理學家在荷蘭的飛利浦研究實驗室工作,研究看起來很偏僻的膠態解問題,這些物質由懸浮在液體中的微小顆粒構成,當時沒有人知道為什麼蛋黃醬不流動,為什麼它不像普通液體那樣?仿佛有種奇怪的力量扶住蛋黃醬的分子使其粘住不動!

這種現象讓卡西米爾沉思。以驚人的洞見,卡西米爾意識到吸引蛋黃醬分子在一起的神秘力量和虛空中神秘的虛擬粒子有關,更妙的是,他設計出一個人人人都可以見識到這些粒子的實驗,在實驗室中反反複複折騰了十年,卡西米爾的實驗才得以完成,但是本身這實驗非常簡單。

在真空中把兩塊金屬板懸置,互相非常靠近,這些金屬板沒有磁性,也不充電,所以它們應該靜止不動,互不影響。

但事實上,隨著時間的流逝,它們開始互相靠近,原因是一種微弱的力在推動它們,卡西米爾證明了這種推力由充滿真空的虛擬粒子產生,虛空之物推擠金屬板,如同風推動海船的帆,空無一物的純粹虛空可以發出一種微小而真實的機械力,這無疑是自然最偉大的魔術之一。

amocity
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更稀奇古怪的是,物理學家甚至設想那個所謂的真空能有朝一日可付諸實用,他們想象它驅動星際旅行飛船帶著人類穿越宇宙!!!

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