要取用這些能量,我們首先必須離開這個宇宙。
真空中包含了無限的能量。但要取用這些能量,我們首先必須離開這個宇宙。
量子場理論認為,粒子的本質其實是一種場。量子場是時空中的量子實體。一旦量子場獲得了足夠的能量并開始移動,它就有了粒子性。但不管它怎么變化,本質上依然是一種場。
量子力學認為,任何系統都包含一組可定義的能量,比如圍繞原子核運行的電子,其能量包含在軌道殼中。與此相似的是,量子場的能量與其在空間中的點有關。任何有限的體積,都像空盒子一樣,包含有無限的幾何點。于是這意味著任何體積都包含無限的能量。
即使場處于最低能量級——也稱零點態或基態——亦是如此。處于基態的量子場不包含任何額外的能量,不產生額外的震動,也不被額外激發,只處于最基本的狀態。但是由于量子力學的不確定性,處于基態的量子場也有能量與之相關,因此真空依然包含了無限的能量。
但是真空能量是不可汲取的。因為不管它有多少,都處于宇宙中最低的能量狀態。要汲取能量,就要傳輸能量,這樣就必須將能量從較高的狀態轉變為較低的狀態,但是假如我們能夠從真空中抽取能量,就會發現這些能量會“無處安放”,因為無論在哪里,我們都被真空包圍著,而且,再也沒有比真空能更低的能量狀態了。
我們還可以通過海森堡測不準原理來理解真空能量。海森堡測不準原理認為我們永遠無法在以完美的精度測得粒子能量的同時,又測得它的存在時長。這意味著當宇宙處于基態或零點態時,會有粒子短暫地出現,從真空中“借得”能量,然后在足夠短的時間之后消失,并將能量還給真空。這些粒子被稱為“虛粒子”,它們是時空量子場所有基本能量的表現。
可以幻想這些粒子一旦被截獲,它們就將無法把從基態借來的能量還回去。但我們是無法截獲這些粒子,并將它們永久保存的,因為這會違反海森堡測不準原理。
宇宙為我們劃了一條底線。無論有多少零點能,它都是我們這個宇宙的大背景,是一切物理學現象發生的舞臺。它就像一幢大廈的地基,我們無法進入比地基還低的樓層,也無法獲得比零點能更低的能量狀態,因此也永遠也無法獲取它利用它,除非我們能夠離開這個宇宙,進入更高的維度……
參考 There's an infinite amount of energy locked in the vacuum of space-time. Could we ever use it? https://www.space.com/astronomy/theres-an-infinite-amount-of-energy-locked-in-the-vacuum-of-space-time-could-we-ever-use-it
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