Wyobraź sobie, że wszedłeś do najgłębszego, najbardziej pustego miejsca we wszechświecie i osiągnąłeś całkowitą i kompletną pustkę. Czy otacza Cię pustka? Odpowiedź na to pytanie jest o wiele bardziej precyzyjna, niż mogłoby się wydawać.
Współczesna podróż w pustkę rozpoczęła się w XVII wieku od błyskotliwego eksperymentu zaprojektowanego przez Otto von Guericke, burmistrza Magdeburga w Świętym Cesarstwie Rzymskim. W ramach politycznego wybiegu mającego na celu pokazanie, że jego miasto podniosło się po zniszczeniach wojny trzydziestoletniej, von Guericke zorganizował demonstrację przed cesarzem i innymi osobistościami, aby pochwalić się nowo wynalezioną pompą próżniową. Łącząc obie półkule i całkowicie wypompowując powietrze, Otto pokazał, że nawet zaprzęg koni nie jest w stanie rozdzielić obu półkul.
Wbrew temu, co panowało w Europie przez tysiące lat, zgodnie z argumentacją Arystotelesa, że „natura nie znosi próżni”, von Guericke pokazał, że próżnia jest możliwa.
W ciągu dziesięcioleci następujących po dowodzie von Geerecke filozofowie i naukowcy zastanawiali się, czy ogromne przestrzenie kosmiczne są wypełnione jakąś substancją zwaną eterem, która służy dwóm celom: po pierwsze, nadal zapobiega tworzeniu się prawdziwej próżni, a po drugie , służyłby jako ośrodek rozprzestrzeniania się przez niego fal świetlnych.
Powiązany: Oto jak wszechświat może zakończyć się „fałszywym rozpadem próżni”.’
Jednak pod koniec XIX wieku fizycy z Cleveland, Albert Michelson i Edward Morley, opracowali sprytny eksperyment mający na celu zmierzenie zmian prędkości światła, gdy Ziemia porusza się w eterze. Nie wykryto żadnych zmian – i wkrótce Einsteina To by to potwierdzało Prędkość światła Było ono zawsze stałe, dlatego naukowcy ostatecznie odeszli od koncepcji eteru, dopuszczając możliwość istnienia prawdziwej próżni.
Jednak nawet daleko od tego GruntWokół unosi się wiele rzeczy: poruszają się naładowane cząstki i wędrujący wodór AtomyKawałki puchu i kurzu zajmujące się swoimi sprawami. Chociaż gęstość przestrzeni międzygwiazdowej jest miliardy razy mniejsza niż nawet naszych pustych komór próżniowych zbudowanych przez człowieka, nie jest ona w 100% pusta.
Aby dotrzeć do najbardziej pustych miejsc we wszechświecie, musisz udać się w kosmiczne pustki, rozległe obszary nicości, które dominują w wielkości wszechświata. W głębinach największych pustek można wytrzymać setki milionów… Rok świetlny Od najbliższego galaktyka. Jądra pustych przestrzeni są tak puste, że tak nie jest Ciemna materia – tajemnicza, niewidzialna forma materii, która stanowi większość każdej galaktyki – w ogóle nie istnieje.
Ale mimo to przestrzeń nigdy nie będzie naprawdę pusta. Wypełniając cały wszechświat są lekkie, neutralne cząstki tzw Neutrina Jak również promieniowanie pozostałe z początków Wszechświata. Promieniowanie to, tzw Kosmiczne tło mikrofalowe (CMB), odpowiada za ponad 99,99% promieniowania we wszechświecie i nie da się przed nim uciec. Dzięki temu nawet w najciemniejszych przestrzeniach nie jesteś całkowicie sam.
Załóżmy, że zbudujesz gigantyczne pudło wystarczająco grube, aby zablokować neutrina i kosmiczne promieniowanie mikrofalowe, pozostawiając cię samego w środku. (Technicznie rzecz biorąc, ściany pudełka emitowałyby własne fotony, ale zostawmy to na bok dla tego eksperymentu myślowego.) Czy byłbyś więc sam?
Fizyka kwantowa daje zaskakującą odpowiedź: nie. Fizycy odkryli, że pola kwantowe pochłaniają całą przestrzeń i czas, a te pola kwantowe dają początek cząstkom codziennego życia. Jednak pola kwantowe pozostawione same sobie mają wewnętrzną energię, zwaną energią próżni. Energia ta istnieje wszędzie we wszechświecie. Nawet jeśli wokół ciebie nie ma żadnych cząstek, nadal będziesz miał tę energię jako swojego jedynego towarzysza.
A co, jeśli stworzysz urządzenie do unieważniania energii próżni (co jest technicznie niemożliwe, ale kontynuujmy eksperyment myślowy)? Czy w końcu będziesz naprawdę sam we wszechświecie, otoczony doskonałym przykładem wszechogarniającej nicości?
Odpowiedź na to pytanie brzmi… to zależy. Nadal będziesz istotą w przestrzeni, a niektórzy wierzą, że sama przestrzeń istnieje. Lubimy myśleć o przestrzeni jako o abstrakcji matematycznej, sposobie pomiaru lokalizacji i zasięgu. Jednak koncepcja przestrzeni zaczęła nabierać bardziej specyficznego charakteru wraz z pracami René Descartesa, siedemnastowiecznego geniusza, który wynalazł matematyczne podstawy opisu przestrzeni. Jeśli kiedykolwiek zapisałeś osie x i y siatki kartezjańskiej, możesz podziękować za to Kartezjuszowi.
Izaaka Newtona Podniósł koncepcję przestrzeni, aby służyła jako absolutne tło dla ruchu rzeczy i rzeczy Prawa fizyczne które rządzą ich zachowaniem. Tak w skrócie wygląda współczesna fizyka: obiekty poruszają się i oddziałują ze sobą na tle przestrzeni, w której mają istnieć.
Einstein poszedł o krok dalej, tworząc… Ogólna teoria względności, gdzie przestrzeń zostaje przeniesiona ze sceny drugoplanowej do roli głównego aktora – dynamicznej, elastycznej całości, która reaguje na obecność materii i kieruje jej ruchem. To sama przestrzeń, zwłaszcza jej dynamika, generuje siłę powaga.
Czy przestrzeń jest tylko matematyczną abstrakcją, narzędziem, którego używamy do opisu relacji pomiędzy rzeczami fizycznymi, czy też jest czymś więcej? Oto ciekawy pomysł: A co z… Fale grawitacyjne? Fale grawitacyjne nie wymagają materii ani energii do poruszania się; Istnieją po prostu jako zmarszczki w samej czasoprzestrzeni. Jeśli przestrzeń jest tylko narzędziem matematycznym, jak fale mogą istnieć same?
Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, czy może istnieć prawdziwa nicość. Możliwe, że pojęcie przestrzeni jest tylko matematycznym trikiem i samo w sobie nie istnieje. Może też być tak, że niezależnie od tego, dokąd się udasz, zawsze będziesz gdzieś w przestrzeni, więc zawsze będziesz przez coś otoczony.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
