以现在人类的科技可以做到绝对真空吗？
溯源时空宇宙2020-09-09 22:29
浩瀚的宇宙中充满着熙熙攘攘的物质与能量，即使在看似空荡荡的星系之间，依然还存在密集的粒子与电磁辐射，甚至还有大爆炸时期遗留的宇宙微波背景辐射。
所以说什么都没有的空间，真的存在吗？这不仅仅只是一个理想实验，制造出真空是非常有用的，用真空密封保鲜食物，以及将灯泡内抽真空来延长灯丝寿命，诸如此类的真空制造方法，都是使用大功率的气泵来产生吸力，来尽可能地吸走空间内的物质。
但即使是最好的工业真空手段，也会在每立方厘米中残留数以十亿计的粒子，这远不足以提供科学家们用于实验的真空环境。
在大型强子对撞机中，需要保证接近光速的粒子束在加速期间不会撞击到任何其它非试验粒子，那么大型强子对撞机是如何制造真空的呢？
大型强子对撞机的管道的制作材料要确保自身不会释放出任何分子，除此之外，管道内特殊的涂层也会吸收残余的气体粒子，然后数百台真空机连续工作两个星期，将残留的气体与碎屑吸出这极为精密的仪器。
但即使做了如此多的工作，大型强子对撞机内仍然不是完美的真空，在真空度最高的空间里，每立方厘米仍有十万左右的粒子存在。
即便这样可以去除所有原子，穿透性极强的辐射仍然无时无刻都在包围着我们，每一秒，都有从宇宙中来的粒子穿过我们的身体，从大爆炸而来的1000万中微子，从宇宙背景微波辐射出的3000万光子，以及来自太阳的300兆中微子。
科学家们可以用某些物质来隔绝这些粒子，比如可以用水来吸收并反射除中微子以外的辐射，但是无法全部阻挡。
如果有一天我们用某种方式去除了所有的原子，并且隔绝掉了所有的辐射，那么就可以制造绝对真空的空间吗？
事实上并不能，所有的空间都充满着被物理学家们称为量子场的东西，我们所认知的亚原子粒子，诸如电子，光子等等，实质上都是宇宙中无处不在的量子场上的震动。
因为有海森堡不确定性原理的存在，即使没有任何粒子在波动，量子场也是永远在震荡，量子涨落是粒子固有的最小波动，这意味着它们含有巨大的能量。
爱因斯坦的质能方程式告诉我们，质量与能量是正相关的，而每立方米的量子涨落偏差量，有着相当于四个光子质量的能量。换句话说即使空无一物的真空，实际上也有着极小的重量。
量子涨落在宇宙伊始就已经存在，在大爆炸后的那一刻，随着宇宙的膨胀，他们被拉扯放大到了宇宙尺度的大小，科学家们认为这些原始的量子涨落，孕育出了如今我们看到的一切。
同时也是如今最大的科学奥秘之一，因为根据现有的理论，宇宙空间的量子涨落，应该要比我们所观测到的能量高出120个数量级，而解开能量失踪这一谜题，可能会完全颠覆我们对宇宙和物理学的认知。
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