背后的原因是时间-能量的不确定性原理(ΔE * Δt ≥ ħ/2),在极短的时间Δt内,能量可以不守恒(ΔE可以变得很大),只是事后将能量归还即可。
由于这个时间间隔太短,无法被直接观察到,但间接的效应(如卡西米尔效应)则已经被实验证实。
同样的道理,在一片纯“黑”的真空中,依然会有光子在微微闪烁,永远不存在完全的黑暗。
在真空中,电子数量不是零,而是在一个大于零的值上波动。
所以真空并不是空无一物,它含有巨大的能量。
真空不但含有能量,还能有温度。
现实的宇宙,充满了均匀的微波背景辐射,也就是说宇宙中绝大多数属于真空的地带都有温度,是2.725开尔文(约-270.4°C)。
而根据爱因斯坦的质能方程,有能量就有质量,有质量就意味着有物质,它的本质到底是什么?
这依然是现代物理学的一大未解之谜。
生活在水中的鱼,从来没有离开过水。如果让鱼想象一下真空,它可能会认为没有鱼虾、贝壳、水藻、微生物和泥沙的纯水就是真空。它没有意识到水本身也是一种物质,它会有能量、有压力、有温度、甚至还会产生阻力。现实中的真空就像鱼眼中的水。
而现实中的物质,或者说组成它们的微观粒子,就是被能量从时空中撞出的正反粒子对。如同用船桨划水,把平静的水面拨出一对反向旋转的漩涡一样。
物质是什么,这个物理学中最根本的问题之一,答案却可能藏在时空之中,物质与时空没有那么清晰的边界。
1900年,开尔文勋爵在演讲中指出:物理学的大厦已经建造好了,现在晴朗的天空只剩下两朵小小的乌云。
后来这两朵乌云,一朵发展出了相对论,另一朵发展出了量子力学。
但现在,物理学家们发现,乌云变得更大了。
物质的根本构成是什么?时空的本质是什么?相对论与量子理论为什么不能融合?暗物质是什么?暗能量又是什么?为什么我们的时空存在最小精度,就像显示器上的像素点一样?为什么宇宙常数会如此恰到好处,多一点,少一点,生命都无法诞生,宇宙是被精心设计出来的吗?
原来物理还有这么多未解之谜,已有的一些物理解释也超出了人类的想象,只能通过优雅的数学公式来表示,它们背后究竟意味着什么?
爱因斯坦曾说过:“宇宙最不可理解之处,就在于它是可以被理解的。”
但,真的是这样吗?
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