以現在人類的科技可以做到絕對真空嗎？
2020-09-11 21:40:26 來源: 瑜瑜聊娛樂趣事舉報
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浩瀚的宇宙中充滿著熙熙攘攘的物質與能量，即使在看似空蕩蕩的星系之間，依然還存在密集的粒子與電磁輻射，甚至還有大爆炸時期遺留的宇宙微波背景輻射。
所以說什麼都沒有的空間，真的存在嗎？這不僅僅只是一個理想實驗，製造出真空是非常有用的，用真空密封保鮮食物，以及將燈泡內抽真空來延長燈絲壽命，諸如此類的真空製造方法，都是使用大功率的氣泵來產生吸力，來盡可能地吸走空間內的物質。
但即使是最好的工業真空手段，也會在每立方厘米中殘留數以十億計的粒子，這遠不足以提供科學家們用於實驗的真空環境。
在大型強子對撞機中，需要保證接近光速的粒子束在加速期間不會撞擊到任何其它非試驗粒子，那麼大型強子對撞機是如何製造真空的呢？
大型強子對撞機的管道的製作材料要確保自身不會釋放出任何分子，除此之外，管道內特殊的塗層也會吸收殘餘的氣體粒子，然後數百台真空機連續工作兩個星期，將殘留的氣體與碎屑吸出這極為精密的儀器。
但即使做瞭如此多的工作，大型強子對撞機內仍然不是完美的真空，在真空度最高的空間裡，每立方厘米仍有十萬左右的粒子存在。
即便這樣可以去除所有原子，穿透性極強的輻射仍然無時無刻都在包圍著我們，每一秒，都有從宇宙中來的粒子穿過我們的身體，從大爆炸而來的1000萬中微子，從宇宙背景微波輻射出的3000萬光子，以及來自太陽的300兆中微子。
科學家們可以用某些物質來隔絕這些粒子，比如可以用水來吸收並反射除中微子以外的輻射，但是無法全部阻擋。
如果有一天我們用某種方式去除了所有的原子，並且隔絕掉了所有的輻射，那麼就可以製造絕對真空的空間嗎？
事實上並不能，所有的空間都充滿著被物理學家們稱為量子場的東西，我們所認知的亞原子粒子，諸如電子，光子等等，實質上都是宇宙中無處不在的量子場上的震動。
因為有海森堡不確定性原理的存在，即使沒有任何粒子在波動，量子場也是永遠在震盪，量子漲落是粒子固有的最小波動，這意味著它們含有巨大的能量。
愛因斯坦的質能方程式告訴我們，質量與能量是正相關的，而每立方米的量子漲落偏差量，有著相當於四個光子質量的能量。換句話說即使空無一物的真空，實際上也有著極小的重量。
量子漲落在宇宙伊始就已經存在，在大爆炸後的那一刻，隨著宇宙的膨脹，他們被拉扯放大到了宇宙尺度的大小，科學家們認為這些原始的量子漲落，孕育出瞭如今我們看到的一切。
同時也是如今最大的科學奧秘之一，因為根據現有的理論，宇宙空間的量子漲落，應該要比我們所觀測到的能量高出120個數量級，而解開能量失踪這一謎題，可能會完全顛覆我們對宇宙和物理學的認知。
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