Что скрывается за загадочным словом «ничто» и как Вселенная буквально создает ткань реальности из пустого места?

Что мы представляем себе, когда слышим слово «ничто»? Большинство из нас сразу подумает о неком пустом пространства, в котором нет никаких объектов. На самом же деле с точки зрения физики «ничто» скрывает в себе массу интересных деталей. Канал PBS Space Time подготовил интересный ролик, в котором популярным языком приоткрыл завесу над загадочным «ничто».

  • Наука

    Квантовая теория против гравитации: загадка наконец разгадана?

  • Наука

    В океане плазмы: четвертое состояние вещества

Итак, что же это за странное явление? Пространство, в котором нет ни одной частицы (в тех местах, где они могли бы быть гипотетически) физики называют «вакуумом» или «вакуумным состоянием». Благодаря квантовой механике, ученые выяснили, что вакуум обладает некоторыми странными свойствами. Одним из основополагающих принципов квантовой механики является принцип неопределенности Гейзенберга. У него довольно сложное формальное определение, но, говоря простым языком, его можно выразить так: чем точнее измеряется одна характеристика частицы, тем менее точно можно измерить вторую.

Принцип неопределенности, как ни странно, верен не только для частиц, но и для энергии, и даже для времени. Таким образом, чем больше вам известно об энергии частицы, тем меньше информации о ее положении во времени, и наоборот. Здесь-то и происходит самое удивительное: если вам точно известно, что в определенной точке пространства частицы нет и быть не может (а таким пространством в данном случае является вакуум), то, следуя логике принципа Гейзенберга, в этой точке сосредоточено такое количество энергии, которой может быть достаточно для формирования самой частицы!

Парадокс, не правда ли? Физики называют такие частицы «виртуальными», и в основном выражают их как квантовые флуктуации. Иными словами, если создать достаточное количество «ничто», то Вселенная автоматически будет пытаться заполнить эту пустоты, буквально создавая частицы… из ничего. Более того, некоторые специалисты считают, что с высокой долей вероятности вся Вселенная — это одна большая виртуальная частица. Эта гипотеза носит название «вакуумного генезиса» и заключается в том, что Вселенная первоначально родилась из великого «ничто», которое существовало вне времени. Конечно, практическим путем доказать это ученые не могут, но пища для ума нашим потомкам уж точно обеспечена.