在習(xí)以為常的生活中，我們有很多東西就是看不見(jiàn)，摸不著的，就比如虛空這種神乎其神的東西，但我們每天都不得不與它接觸，既然會(huì)這樣，那我們肯定會(huì)與里面的東西接觸，而這東西就是虛空的活躍者了，下面就讓我們來(lái)揭開(kāi)這家伙的真面目吧！
虛粒子
這家伙的名字就叫做虛粒子，它是在量子力學(xué)中，一種永遠(yuǎn)不能直接檢測(cè)到的，但其存在確實(shí)具有可測(cè)量效應(yīng)的粒子，這家伙的介紹就是這么短了，沒(méi)什么奇怪的。
根據(jù)量子力學(xué)的不確定性原理，宇宙中的能量于短暫時(shí)間內(nèi)在固定的總數(shù)值左右起伏，起伏越大則時(shí)間越短，從這種能量起伏產(chǎn)生的粒子就是虛粒子。當(dāng)能量恢復(fù)時(shí)，虛粒子湮滅。
虛粒子是構(gòu)成虛物質(zhì)的微粒，和實(shí)物粒子有非常密切的關(guān)系，分布在實(shí)物粒子的周圍，與實(shí)物粒子具有類似的性質(zhì)。虛粒子不是為了研究問(wèn)題方便而人為地引入的概念，而是一種客觀存在。
虛粒子用來(lái)描述承載力的粒子，包括引力子(承載引力)、膠子(承載強(qiáng)力)、光子(承載電磁力)、和玻色子(承載弱力)。
虛粒子與光速
大多數(shù)人認(rèn)為，真空是空蕩蕩的。但是，根據(jù)量子電動(dòng)力學(xué)(一門在非常小的規(guī)模上描述宇宙行為的理論)，沒(méi)有比這種觀點(diǎn)更加荒謬的了。實(shí)際上，真空中到處充滿著稱作'零點(diǎn)能'的電磁能，這正是麥克萊希望加以利用的能量。'零點(diǎn)能'中的'零'指的是，如果把宇宙溫度降至絕對(duì)零度(宇宙可能的最低能態(tài))，部分能量就可能保留下來(lái)。實(shí)際上，這種能量是相當(dāng)多的。物理學(xué)家對(duì)究竟有多少能量仍存在分歧，但麥克萊已經(jīng)計(jì)算出，大小相當(dāng)于一個(gè)質(zhì)子的真空區(qū)所含的能量可能與整個(gè)宇宙中所有物質(zhì)所含的能量一樣多。平行板電容器在輻射場(chǎng)真空態(tài)中存在吸引力的現(xiàn)象稱為卡西米爾效應(yīng)?？紤]一個(gè)輻射的電磁場(chǎng)，根據(jù)波粒二象性，輻射場(chǎng)可以看作是光子氣，而光子氣可看作是電磁輻射場(chǎng)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。電磁場(chǎng)量子化后，可把輻射場(chǎng)哈密頓寫成二次量子化的形式。
可見(jiàn)對(duì)每個(gè)振動(dòng)模式k，都有零點(diǎn)能(真空能)存在，這個(gè)結(jié)果是引入場(chǎng)量子化后的自然結(jié)果。由于真空能量的存在可以帶來(lái)實(shí)驗(yàn)可觀測(cè)的物理效應(yīng)--卡什米爾效應(yīng)?？紤]一對(duì)距離為a的平行板電容器放在輻射場(chǎng)中，邊界條件為:。可見(jiàn)隨平行板距離的增大，所允許的振動(dòng)模式越多，因此平行板電容器之間由于真空能量的存在而存在一種吸引力--卡什米爾力。反之如果認(rèn)為不存在真空能，則沒(méi)有這種力。在具體的計(jì)算過(guò)程中，由于U(a)的積分(求和)是發(fā)散的。為得到收斂的結(jié)果，數(shù)學(xué)上人為地引入一個(gè)切斷因子。
虛粒子對(duì)
在物理學(xué)里，虛粒子是存在于極短的時(shí)間以及空間內(nèi)。由于測(cè)不準(zhǔn)原理的關(guān)系，虛粒子的能量與動(dòng)量都是不確定的。虛粒子也有一些和實(shí)粒子相同的特性，像是遵守守恒定理。如果一個(gè)單一的粒子被偵測(cè)到，那代表了他存在的時(shí)間被延長(zhǎng)到了使他不可能成為虛粒子的程度。虛粒子被用來(lái)描述那些無(wú)法用實(shí)粒子來(lái)描述的基本交互作用力的量子，靜力場(chǎng)就是其中一個(gè)例子，像是電場(chǎng)或磁場(chǎng)，或是任何一種場(chǎng)，都無(wú)法以光的速度從一個(gè)位置來(lái)攜帶訊息至另一個(gè)位置(借由場(chǎng)來(lái)傳播的資訊必須由實(shí)粒子來(lái)當(dāng)載子)。
接下來(lái)要講的就是時(shí)空泡沫了，這是什么呢？往下面看吧！
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙存在分辨率的極限，這就是說(shuō)我們可能無(wú)法看到更加遙遠(yuǎn)的宇宙。如果你站在數(shù)米之外，那么一般人的肉眼分辨率有一個(gè)極限，這是光學(xué)系統(tǒng)的最佳分辨距離。在天文學(xué)上，其工作原理也是一樣的，這就是解釋了我們?yōu)槭裁礋o(wú)法建造更大的望遠(yuǎn)鏡，即便造出來(lái)了，也看不到更遙遠(yuǎn)的宇宙。最新的一項(xiàng)研究認(rèn)為，宇宙實(shí)際上也有基本的分辨率極限，觀測(cè)受到了限制。
黑洞
目前世界上比較大的望遠(yuǎn)鏡直徑在10米左右，計(jì)劃建造的望遠(yuǎn)鏡達(dá)到30至40米，比如極大望遠(yuǎn)鏡。如果宇宙存在極限分辨率，那么望遠(yuǎn)鏡的直徑也有上限，無(wú)論如何調(diào)整我們的光圈大小，也無(wú)法看到更加遙遠(yuǎn)的宇宙。事實(shí)上我們觀測(cè)宇宙主要依靠光，遙遠(yuǎn)宇宙光傳播到望遠(yuǎn)鏡中需要通過(guò)大氣湍流，這會(huì)形成一定的干擾。于是我們把望遠(yuǎn)鏡安置到軌道上，可以解決，通過(guò)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)也能夠修正。
在國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)上，科學(xué)家宣布了對(duì)宇宙極限分辨率的研究，擔(dān)心未來(lái)的望遠(yuǎn)鏡無(wú)法看到更加清晰的宇宙。在量子力學(xué)的尺度上，科學(xué)家預(yù)言宇宙中存在虛粒子，后續(xù)的粒子物理實(shí)驗(yàn)也不斷觀測(cè)到這些粒子現(xiàn)象。當(dāng)遙遠(yuǎn)宇宙的光通過(guò)長(zhǎng)距離的空間時(shí)，由虛粒子引發(fā)的時(shí)空泡沫就會(huì)產(chǎn)生干擾，這可能是未來(lái)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)上的一個(gè)技術(shù)瓶頸。
吞噬物體中的黑洞
目前美國(guó)宇航局已經(jīng)對(duì)這個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行研究，并在2018年發(fā)射的詹姆斯-韋伯望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行驗(yàn)證。到目前為止，愛(ài)因斯坦的引力理論與量子力學(xué)還沒(méi)有完美融合，如果我們能夠弄清楚兩種理論的特點(diǎn)，就能夠創(chuàng)造出更先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡，度遙遠(yuǎn)星系的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測(cè)。在新的量子理論誕生之前，我們?nèi)匀皇艿接钪嬗^測(cè)分辨率的限制，宇宙的更大奧秘也可能永遠(yuǎn)隱瞞。
可見(jiàn)這時(shí)空泡沫多么的奇妙啊！
它還跟光速有關(guān)哦！
一直以來(lái)我們都認(rèn)為光速是恒定的，但目前有些科學(xué)家正在探索光速會(huì)發(fā)生改變的可能性，這種改變或可能是宇宙空間真空性的結(jié)果。光速的定義對(duì)某些領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，具有更廣義的內(nèi)涵，例如宇宙學(xué)和天文學(xué)，這些領(lǐng)域假定光隨著時(shí)間是保持恒定速度的。例如，當(dāng)測(cè)量精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)（阿爾法）時(shí)——它定義了電磁力的強(qiáng)度——就會(huì)涉及光速。不同的光速將會(huì)導(dǎo)致分子鍵以及核物質(zhì)本身密度的改變。
愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論設(shè)定了光速為30萬(wàn)每秒。
光速不恒定意味著我們對(duì)宇宙大小的估計(jì)可能也是不準(zhǔn)確的，但這并不意味著宇宙的速度極限能夠超過(guò)光速，這是因?yàn)槟承┪锢韺W(xué)理論，例如相對(duì)論的效應(yīng)是光速的結(jié)果。
這兩篇發(fā)表在歐洲物理學(xué)期刊D上的文章試圖論證光速起源于空間本身的量子特性。兩篇文章提出了略微不同的機(jī)制，但核心觀點(diǎn)都是基于同一假設(shè)，也即基本粒子與輻射會(huì)發(fā)生相互作用，當(dāng)這種相互作用發(fā)生變化時(shí)，光速也會(huì)發(fā)生改變。兩個(gè)理論都認(rèn)宇宙并非空洞的，而是由大量“虛粒子”組成，它們?cè)趲追种幻氲臅r(shí)間內(nèi)會(huì)瞬間存在或消失。
這可讓人驚訝啊，而且這虛粒子還有個(gè)兄弟啊，這就是虛粒子對(duì)了，若不信的話就往下看吧！
若宇宙存在極限分辨率，那么望遠(yuǎn)鏡的直徑也有上限，無(wú)論如何調(diào)整我們的光圈大小，也無(wú)法看到更加遙遠(yuǎn)的宇宙
虛粒子對(duì)是一個(gè)虛粒子與一個(gè)虛反粒子組成的粒子對(duì)。虛粒子對(duì)中的兩個(gè)粒子在空間中的同一點(diǎn)產(chǎn)生，并在極短的時(shí)間內(nèi)湮滅。在此過(guò)程中，如果虛粒子進(jìn)入黑洞的事件視界，虛反粒子就變成實(shí)反粒子;如果虛反粒子進(jìn)入黑洞的事件視界，虛粒子就變成實(shí)粒子。
存在時(shí)間極端短的粒子和反粒子對(duì)，因?yàn)樯娴臅r(shí)間太短，所以我們無(wú)法觀測(cè)到它們。'虛'既不能直接觀測(cè)，但可以間接觀測(cè)到。當(dāng)一個(gè)恒星坍縮成一個(gè)黑洞時(shí)，就會(huì)有虛粒子對(duì)產(chǎn)生，黑洞會(huì)吸入虛粒子對(duì)中的一個(gè)，另一個(gè)會(huì)自行流放，當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)虛粒子時(shí)，意味著有黑洞產(chǎn)生，這是發(fā)現(xiàn)黑洞的原因。
它們的存在似乎是將復(fù)雜物理概念包裝到了一個(gè)簡(jiǎn)單明了的名詞里面，讓民眾更容易理解它們。但這些都是錯(cuò)的
因?yàn)樘摿Ｗ訉?duì)中有一個(gè)攜帶正能量一個(gè)攜帶負(fù)能量，所以兩個(gè)會(huì)相互湮滅，因?yàn)閿y帶負(fù)能量的虛粒子會(huì)進(jìn)入黑洞(如上)，就會(huì)與黑洞的正能量相互抵消，隨之黑洞就會(huì)消失(黑洞蒸發(fā)有一部分就是因?yàn)檫@個(gè))。 攜帶負(fù)能量的粒子被吸入黑洞，帶正能量的粒子逃離到無(wú)窮遠(yuǎn)，黑洞會(huì)逐漸質(zhì)量變小，這種現(xiàn)象叫霍金輻射。但卻不能相反。
由上可見(jiàn)這虛粒子是多么的重要啊！
最后，希望大家多多推薦，多多點(diǎn)贊哦！
