存档在 2020年5月22日

真空不空

2020年5月22日

量子理论预示,真空中蕴藏着巨大的本底能量, 它在绝对零度条件下仍然存在, 称为真空零点能。对卡西米尔力(Casimir force,一种由于真空零点电磁涨落产生的作用力)的精确测量,证实了这一物理现象。

宇宙真空环境下,假设空无一物,却可以凭空产生能量,甚至是物质。从量子力学角度看,一个粒子可以凭空出现在任何位置。结合能量守恒定理,这个凭空产生的粒子或者能量,是要还回去的。看到一个词叫“海森堡借贷”。

真空性质

在探测基本粒子的内部结构时,是借助于高能粒子对撞机让两个基本粒子互相撞击,把粒子击碎后,对碎片进行分析。但是两个高能粒子相撞,得到的不是碎片,而是更多的基本粒子。例如:在高能粒子对撞机中,一个正电子和一个反电子相撞,会发生湮灭而变成一对光子,实物粒子消失于真空;在能量很高的时候,则会产生大量的基本粒子。这表明真空不空,粒子可以从真空中产生,也可以消失于真空。

量子场论观点认为物理上的真空实际上是一片不停波动的能量之海。量子场理论认为,真空并不是“真”的“空”无一物,在真空状态下,全空间充满各种虚粒子,只是每个场因处于基态而都不显现出相应的粒子,整个空间都没有实粒子存在。真空基态场被激发,则处于激发态,有正反粒子产生。量子场论描述了一个场与粒子相统一的物理图景:全空间同时相互重叠地充满了各种场,每种场各对应于一种粒子。电磁场对应着光子,电子场对应着电子,中微子对应着中微子场等,它们同时存在于全空间。
场的能量最低的状态称为基态。当某种场处于基态时,场由于不可能通过状态变化释放能量而无法输出任何信号和显现出直接的物理效应,观测者也因此无法观测到粒子的存在,全空间充满各种场,只是每个场因处于基态而都不显现出相应的粒子,整个空间都没有可观测的粒子(常称为实粒子)存在。这便是物理上的“真空”。

真空性质百科

中科院科普文章:真空不空

“真空”是真的“空”吗?

宇宙有多大

2020年5月22日

MACS0647-JD

MACS0647-JD是人类迄今观测到的离地球最远星系的可能候选者。[1] 它的红移值z=10.7,[2] 即距离地球133亿光年(或40亿秒差距),也就是说该星系形成于宇宙大爆炸之后4.2亿年,[3] 超过之前已知的最古老星系UDFj-39546284。由于宇宙膨胀,现在这个星系的实际距离约为322亿光年。它的宽度大约只有600光年,为银河系的1/250。

引自wikipedia,2020年5月,https://zh.wikipedia.org/wiki/MACS0647-JD

世界(world)广义上来讲,就是全部、所有、一切。

宇宙是所有时间、空间与其包含的内容物所构成的统一体。

当前能解释宇宙发展的模型为大爆炸理论。

以上均引自wikipedia。这里我的观点是,大爆炸理论为一个理论模型,并没有被证实。


说到这里,我个人对宇宙对建模就已经与上述所讲有所区别。以下为个人观点。

这里假设宇宙起源自大爆炸,时间与空间并非起源自大爆炸。事实上时间与空间都是对比产生的,而非真有其物。宇宙有边界,边界指大爆炸物质产生,运动到的最外延位置。

假设大爆炸发生在类似真空的环境,大爆炸是否只产生了一次?如果类比原子核之于原子,大爆炸发生在类似“原子核位置”,原子核与原子外的世界可以说是隔绝的。如果以此为模型,以人类的观测能力,宇宙的边界并没有观测到,宇宙之外更是无从谈起。

可观测宇宙

奥伯斯佯谬

奥伯斯佯谬由德国天文学家奥伯斯于1823年提出,于1826年修订,是指若宇宙是稳恒态而且无限的,则晚上应该是光亮而不是黑暗的。在此之前,类似的想法已由开普勒于1610年及夏西亚科斯于十八世纪提出。黑暗的夜晚印证了宇宙是非稳恒态的,是大爆炸理论的证据之一。奥伯斯佯谬又称夜黑佯谬或光度佯谬。

现在科学界主流观点宇宙有一个起点即膨胀宇宙模型下,奥伯斯佯谬不会存在,即宇宙不是无限大的。

我个人的信念是,世界是无限大没有边界没有起源与终结的。宇宙有无限多个,可能有起源与终结。孤阴不长,独阳不生,假设正物质与反物质一样多,一个宇宙周围更多是类似真空的虚空地带及不可见的暗物质,黑夜也不会变成白昼吧。就像太极图案小黑点周围被白色围绕,而白点被黑色围绕。

最小有多小

2020年5月22日

最小有多小?通过科学能观察到最小的事物是什么?物质是可以无限分割下去还是存在一个极限,到达这个极限后物质将无法继续分割下去?

古希腊哲学家就在思考这些问题了,比如原子论。

原子论的创始人是古希腊人留基伯(公元前500~约公元前440年)。他是德谟克利特的老师。古代学者在论及原子论时,通常是把他们俩人的学说混在一起的。留基伯的学说由他的学生德谟克利特发展和完善,因此德谟克利特被公认为原子论的主要代表。

德谟克利特认为,万物的本原或根本元素是“原子”和“虚空”。“原子”在希腊文中是“不可分”的意思。德谟克利特用这一概念来指称构成具体事物的最基本的物质微粒。原子的根本特性是“充满和坚实”,即原子内部没有空隙,是坚固的、不可入的,因而是不可分的。德谟克利特认为,原子是永恒的、不生不灭的;原子在数量上是无限的;原子处在不断的运动状态中,它的惟一的运动形式是“振动”,原子的体积微小,是眼睛看不见的,即不能为感官所知觉,只能通过理性才能认识。

后来科学家通过实验发现了一种粒子,他们把这种粒子称为原子。然而这个原子的概念与古希腊哲学家的原子论的原子已经不同。原子是可以再分割的,后来科学家又发现原子核及绕原子核运动的电子。人们通过高能粒子轰击原子核,发现了质子,中子等粒子。再后来就是继续实验,猜想,构建了夸克理论模型。[1]

科学技术不断发展,我们能观测到的最小物体越来越小。从显微镜的发明发现了细胞,再到电子显微镜的发明,我们可以观测到病毒。而想要细微地观测原子的结构,对不起,现在人类还做不到。

关于物质是否可以无限分割,我的信念是可以,但对于人类来说,存在一个极限。

[1]夸克是否存在