硬核戰(zhàn)雙100期文案
真空零點(diǎn)能實(shí)際上就是,量子漲落或者稱為真空漲落,它指的是,由于量子不確定性原理和自發(fā)對稱破缺,時(shí)空的能量會在能量零點(diǎn)線附近波動,而在這個(gè)過程中,這部分能量會以正反粒子對(通常認(rèn)為是正反電子對)的形式表現(xiàn)出來,當(dāng)正反粒子對出現(xiàn)的時(shí)候,時(shí)空表現(xiàn)為負(fù)能量(引力勢所對應(yīng)的負(fù)能量),但是正反粒子對又會很快的相互碰撞湮滅產(chǎn)生能量,這部分能量又會回歸到時(shí)空當(dāng)中,用愛因斯坦的話來講,就是粒子會從真空中借能量,然后產(chǎn)生正反粒子對,但很快又會還回去,從而在宏觀角度上看能量依舊是守恒的。
首先先說什么是量子不確定性原理,量子不確定性原理又稱為海森堡不確定性原理,是指一個(gè)微觀粒子的某些物理量(如位置和動量,或方位角與動量矩,還有時(shí)間和能量等),不可能同時(shí)具有確定的數(shù)值,其中一個(gè)量越確定,另一個(gè)量的不確定程度就越大。最初的不確定性原理的簡單描述就是說一個(gè)基本粒子的動量和這個(gè)動量所對應(yīng)的位置不能同時(shí)100%的確定(比如Px所對應(yīng)的就是在x軸上的坐標(biāo),那么Px和這個(gè)例子在x軸上的坐標(biāo)不能同時(shí)100%的確定。即測量一對共軛量,必然有誤差。),因?yàn)闇y量某個(gè)東西的狀態(tài)將會不可避免地干擾那個(gè)東西,從而改變它的狀態(tài),在宏觀世界中,這種現(xiàn)象可能不是很明顯,但是在微觀中,這個(gè)影響就會非常的大,比如說你想要精確的看到一個(gè)電子那么,用最簡單的方法,直接觀測他(雖然肉眼看不見),那么你必須要有光才能看到它,也就是說,要有光子與電子相互作用,作用之后,你才能看到這個(gè)電子的位置,但是當(dāng)光子和電子作用的時(shí)候,他們的動量就會發(fā)生變化,這就使我們永遠(yuǎn)無法精確的確定一個(gè)粒子的位置,也無法同時(shí)精確地確定它的動量。
當(dāng)然一個(gè)粒子的位置的不確定性,還跟一個(gè)物理限制有關(guān),就是你要觀測一個(gè)東西的時(shí)候,必須要在2個(gè)波峰之間。但是2個(gè)波峰的距離是有一個(gè)最短限制的。這個(gè)就跟普朗克定律有關(guān)了。
這個(gè)動量和位置是相對應(yīng)的,如果不是相對應(yīng)的,那么就可以被允許精確地確定兩個(gè)參數(shù)的具體值,(比如Px和粒子在y軸上的位置這兩個(gè)參數(shù)不是相互對應(yīng)的那么這兩個(gè)參數(shù)就可以被允許同時(shí)確定精確值。)其次,還有一個(gè)比較哲學(xué)的原因,就是在微觀世界,一切都是基于概率的,這個(gè)就和薛定諤波動方程有關(guān)。這里就不繼續(xù)深入討論了。
接下來是自發(fā)對稱破缺,自發(fā)對稱破缺指的是當(dāng)物理系統(tǒng)所遵守的自然定律具有某種對稱性,而物理系統(tǒng)本身并不具有這種對稱性,則稱此現(xiàn)象為自發(fā)對稱破缺。舉個(gè)例子,學(xué)校方規(guī)定你的高考裸分成績大于700分,但是事實(shí)上你的能力不足以讓你考到高考裸分大于700,也就意味著你真正的成績沒有大于700,也就是說,學(xué)校規(guī)定你的高考裸分成績在700分以上,但是你的高考裸分成績沒有700分以上,那么,那么你考出來的事實(shí)和學(xué)校對你的規(guī)定不符。將這個(gè)“學(xué)校規(guī)定你的高考裸分成績在700分以上”當(dāng)做物理系統(tǒng)所遵循的自然規(guī)律所具有的對稱性,把“你的高考裸分成績沒有700分以上”當(dāng)做這個(gè)物理系統(tǒng)本身所展現(xiàn)出來事實(shí),那么這個(gè)時(shí)候就是所謂的自發(fā)對稱破缺。
而在真空漲落中,由于真空要求能量必須為零,但是由于不確定性原理,宇宙當(dāng)中的真空,永遠(yuǎn)都不會達(dá)到真真正正的零能量,那么也就產(chǎn)生了自發(fā)對稱破缺,更具體一點(diǎn)來講,實(shí)際上是真空要求希格斯粒子的能量為零,但是希格斯粒子的能量不可能為零,即自發(fā)對稱破缺,那么這也就意味著,希格斯粒子始終有著與他所在的這個(gè)系統(tǒng)所規(guī)定的最低能量所不同的能量,那么希格斯場的真空期望值不為零,這也就使得希格斯場能夠在真空條件下依舊可以與費(fèi)米子場相互作用(湯川耦合),希格斯場的震動賦予希格斯粒子質(zhì)量(自耦合),然后希格斯粒子與費(fèi)米子場偶合,賜給電子并表現(xiàn)出質(zhì)量。這個(gè)過程叫做希格斯機(jī)制。在真空漲落中,也就是將這部分能量賜予正反粒子對。
最后就是質(zhì)能方程式。這個(gè)方程式將質(zhì)量與能量結(jié)合起來。這個(gè)質(zhì)能方程式現(xiàn)在主要為了解決在核裂變過程當(dāng)中所產(chǎn)生的質(zhì)量虧損和計(jì)算高能粒子的能量。在質(zhì)能方程式的運(yùn)用當(dāng)中,需要注意的一點(diǎn)是,所謂的質(zhì)量能夠轉(zhuǎn)換為能量,要有一個(gè)前提,就是系統(tǒng)當(dāng)中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損。舉個(gè)例子,在氫核聚變,產(chǎn)生氦原子的過程中,我們知道四個(gè)氫原子可以合成一個(gè)氦核,而一個(gè)氫原子的相對分子質(zhì)量是1.008,一個(gè)氦原子的相對分子質(zhì)量是4.003,那么四個(gè)氫原子結(jié)合在一起的時(shí)候,它的相對分子質(zhì)量是明顯大于一個(gè)氦核的相對分子質(zhì)量的,也就意味著,在這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中,四個(gè)氫原子核聚變形成一個(gè)氦核的過程中,出現(xiàn)質(zhì)量的剩余,而這多出來的質(zhì)量,就會根據(jù)質(zhì)能方程式轉(zhuǎn)換為能量,并以中子,光子或者電子中微子的形式釋放出去。
不得不提的一件事是,在網(wǎng)絡(luò)上,有很多人對質(zhì)能方程式提出了質(zhì)疑,其中很大一部分用著初高中的物理公式或者純數(shù)學(xué)的方式去證明智能方程式是有問題的。但是實(shí)際上他們本質(zhì)都是在直接或者間接的證明E=M,因?yàn)樗麄儺?dāng)中很多人都會忽略在使用質(zhì)能方程式的過程中,要有一個(gè)質(zhì)量虧損,其實(shí)也就是一個(gè)系統(tǒng),前后要有一個(gè)質(zhì)量差,那么這部分質(zhì)量才會根據(jù),智能方程式轉(zhuǎn)化為能量。而大部分拿著初高中的物理公式證明出來的結(jié)果實(shí)際上,是在說明質(zhì)量可以直接轉(zhuǎn)化為能量,或者可以這么說,一個(gè)一千克的物質(zhì)擺放在那里,那么它就相當(dāng)于有著9百億焦耳的能量(取c等于30萬公里每秒)。這樣的話,那為什么質(zhì)量不直接稱為能量或能量,不直接稱為質(zhì)量呢?為什么他們兩個(gè)不直接劃等號呢?為什么質(zhì)量還要乘一個(gè)光速的平方呢?而那些拿著純數(shù)學(xué)公式,硬推湊巧得到的結(jié)果,是沒有任何物理邏輯的,也沒有什么物理意義。當(dāng)然,我這里說的是用純數(shù)學(xué)公式去推導(dǎo)。比如說我見過一個(gè)人,ta拿三角函數(shù)和勾股定理,湊巧的推出了洛倫茲變換,那么,這樣子推出來的洛倫茲變換就沒有什么物理意義可言了。
不過,也有一部分人的質(zhì)疑是有理有據(jù)的,是有邏輯性的,雖然他們的這些質(zhì)疑不一定是正確的,但是他們的這種質(zhì)疑的方式是合理的。
真空漲落所產(chǎn)生的正反粒子對相互湮滅產(chǎn)生能量的過程中,二者的質(zhì)量將完全根據(jù)質(zhì)能方程式轉(zhuǎn)換為能量,然后回歸時(shí)空當(dāng)中。