Ако премахнете всичко от част от Вселената, какво остава? Може да си помислите, че „нищо“, но не е така. Можете да премахнете всички частици и античастици, всички възможни видове радиация, цялата кривина на пространството и вълни от гравитационни вълни - и да останете в напълно празно пространство, където няма с какво да се справите. Наистина ли пред вас няма „нищо“? Или ще има нещо?
Това състояние обикновено се нарича квантов вакуум. Това е най-ниското енергийно състояние на празното пространство. И изненадващо, квантовата физика ни учи, че нулевата енергия или базовото състояние на Вселената всъщност не е нула. Напротив, крайната положителна стойност е, че:
- измерван е наблюдателно - благодарение на въздействието на тъмната енергия - и е приблизително еквивалент на останалата маса на енергията на един протон на кубичен метър;
- и теоретично се изчислява, доколкото е възможно, че тя трябва да бъде 10 120 пъти по-висока от тази стойност.
Не е пресилено да се каже, че разбираме физиката на „нищо“достатъчно добре и че нямаме добро обяснение защо тази нулева енергия не намалява или не се изпарява (и изобщо не се променя) с течение на времето.
През следващите няколко десетилетия космическите обсерватории - като космическите обсерватории на Евклид на ESA и предстоящата мисия на НАСА WFIRST - ще могат да ограничат грешката в тази константа с нулева енергия в космическото време до 1%. (Докато това е 8%). Измервайки как Вселената се е разширявала през цялата си история на много различни места и на много различни разстояния от нас, можем да потвърдим, че нулевата енергия на Вселената е еднаква навсякъде.
Но това би ли било еквивалентно на „нищо“? И по-важното, нашето разбиране и възприемане на природата на „нищо“: илюзия или ключ към разбирането на най-важните тайни на Вселената?
Промоционално видео:
Физиците Лора Мерсини-Хоутън и Джон Елис, както и философът Джеймс Лейдимен, обсъдиха наскоро тази тема на среща на Института за изкуство и идеи в САЩ. Проблемът е, че макар това да не е илюзия, не можем да се съгласим какво се разбира под „нищожество“(което означава „нищо“, „празнота“). А именно:
- Това базово енергийно състояние ли е било в миналото (например много по-високо)? По време на космическата инфлация например.
- Това състояние извън пространството и времето ли е, от което всъщност възниква пространство-времето (от истинското състояние на празнота)? Съществува ли въобще такава държава и ще има ли смисъл нейното съществуване?
- Това състояние на празнота във Вселената, което може да се различава от подобно състояние в друг джоб на мултивселената?
- Или е космически вакуум, с цялата си виртуална енергия и който може да се променя в зависимост от това, което има в него?
Някак е странно да вярваме, че „нашата празнота“може да не е такава „празнота“никъде другаде, на други места.
Но ние смятаме, че оттам започна Големият взрив! При прехода от по-висока нулева енергия към по-ниска, разширяващата се Вселена, изпълнена с енергията, присъща на самото пространство, премина в по-ниско състояние и този преход доведе до създаването на цялата материя, антиматерията и радиацията в нашата Вселена. Възможно е дори в бъдеще да ни очаква друг подобен преход, с различен, по-студен, Голям взрив.
Вярно е, че подобни разсъждения ни радват малко. Тази „физика на нищо“звучи като физика на нещо. Когато искаме да не разберем нищо, нашите идеи ни извеждат от космоса, дори преди раждането на Вселената, иначе какъв е смисълът? Как можете да говорите за нещо „за“, когато нямате място? Как можете да разберете какво е „преди“, ако няма време?
И каквото и да е това „нищо“, то съдържа цялата вселена.
Много физици твърдят, че е невъзможно да се разбере нещо напълно, докато не разберем какво е „нищо“. Защото ние не разбираме откъде идват основните закони, ако не разбираме кои основни закони управляват природата на празното пространство.
По този начин можем да кажем, че нашата Вселена наистина е дошла от нищото, от пустотата, от нищото и нейното крайно състояние може асимптотично да се стреми към несъществуване след дълъг период от време. Но само ако приемем нашето описание на физическото „нищо“като истинско нищо. Това определение за „нищо“само по себе си не може да зависи от нашето определение за пространство, време и „правила“на Вселената; физици, философи и други не трябва да се съгласяват по този въпрос. Просто няма физически експеримент, който да ни позволи да кажем, хе, изглежда, че най-накрая сме го превърнали в нищо.
Но има неща, в които сме сигурни със сигурност: не винаги сме съществували; не винаги ще съществуваме; ние съществуваме сега. Независимо какво е „нищо“, всички ние сме нещо. И всичко, в една или друга степен, излезе от нищо, каквото и да беше нищо. И доколкото разбираме Вселената, един ден тя ще се върне в състояние на безкрайна физическа празнота. Но какъв ще бъде естеството на тази окончателна „празнота“- все още не сме отговорили на този въпрос.
ИЛЯ ХЕЛ
