时空真空蕴藏着无限的能量。我们能利用它吗?

宇宙的真空中可能存在着无限的能量。那么我们能否利用这种能量来做任何有用的事情?

真空能的概念来自于量子场论,它是量子力学与的结合。在量子场论中,粒子实际上并非我们所认为的那样。相反,它们更像是场,这些场是跨越所有空间和时间的量子实体。当场的局部区域获得足够的能量并开始传播时,我们将其标识为粒子。但真正的基本对象是场本身。

即使当这些场处于可能的最低能量状态时,也会发生这种情况,也就是零点态或基态。这是没有额外能量添加的状态,没有额外的振动,没有任何额外的激发——只有可能的最低基态,低于这个基态就什么都没有了。但由于量子力学的基础不确定性,即使是这种状态也有与其相关的能量,所以你仍然会遇到无限量的能量。

然而,我们无法从真空中提取能量并用它来工作。那是因为,无论它的值是多少,它都是宇宙可能的最低能量状态。要完成工作,你必须将能量从一个状态转移到另一个状态。但如果你能以某种方式从真空中“提取”能量,那么将没有地方放置它,因为无论你做什么,你仍然被真空包围着。这就像从一口干枯的井底抽水:无水可供。

另一种看待它的方式是完全兼容场图景,即,它指出你永远无法同时以完美的精确度知道粒子的能量及其存在的时间。这意味着在宇宙的基态或零点态,粒子可以暂时存在,从真空中“借用”能量,只要它们在足够短的时间内消失,以将该能量返还。

如果你要摘除其中一个粒子并使其永久存在,那将违反海森堡不确定性原理,因为你从基态借用了能量,但没有及时归还。

相关文章