宇宙真空中的能量：为什么真空并不是真正的“空”？
宇宙真空中的能量：为什么真空并不是真正的“空”？
在我们的传统认知中，真空意味着绝对的空无，没有任何物质和能量的存在。然而，现代物理学的研究发现，真空其实是一个充满活力的领域，其中蕴含着神秘的量子涨落和虚粒子。这些发现不仅颠覆了我们对真空的传统理解，还可能揭示宇宙膨胀背后的深层奥秘。
说到对宇宙的第一印象，大家一定会想到“真空”两个字。从字面意思上看，真空给人一种空气中什么都没有的存在感。但在科学家的研究中发现，真空并不是我们传统理解的“空”。
在学物理的时候，或者说在我们认知宇宙中的存在时，谈到最多的就是真空。在不了解真空的时候，会给人一种宇宙中的空间，充满着完全不存在于物质与能量的东西，就好像是一片虚无一样。像我们有些在地球上没有办法做到的实验，在宇宙中就可以做到，最大的因素之一，就是真空的存在。
在经典物理学的范畴下，真空应该是像我们认知一样，是一片绝对的虚无之地。这里面不存在任何的粒子、能量。不过，随着量子力学的研究发现，真空其实打破了我们的认知。
早在1641年，一位数学家将一根管子里面加满了水银。然后再将这些水银，通过管子倒在另一个装满水银的容器中。在这时候，管子里面的水银和容器里面的水银，会出现一段空白的空间。这个部分就是真空状态。而这也是向外界证明了，大气压强的存在。
在这位数学家提出这个概念之后，有不少人并不相信有大气压的存在。于是在另一个科学家听到之后，便开始了论证过程。他做了两个球形物体，将里面灌满水。随后将两个球形紧紧地贴合在一起，再将里面的水抽干。这就形成了真空状态。于是找来了两匹马，让它们分别朝两个方向奔跑。结果这两个球形一点分开的意思都没有。之后还是又加大力度，才将两个球形分开。这个实验也是向外界证实了，真空是真实存在的。
看到这里我们也能发现，真空就是一种物理状态，里面没有任何人气体、物质或者是能量的空间。我们知道和真空有关的，最熟悉的知识点就是，在真空状态下，声音是没有办法传播的。但是电磁波可以，这也是为什么我们常说光在宇宙中，传播速度最快。因为在宇宙的分布中，大部分是接近真空状态的。
不过，在宇宙中真正的绝对真空是不存在的。哪怕从宇宙中的真空中，将所有物质都移出，我们依然会看到光的存在。当然买这个光是由我们之前说过的，电磁波的形式存在的。直到量子力学的出现，让真空打破了在经典物理学的中的概念。
量子涨落
在量子视角下，真空是充满了“虚无”的能量，这种现象叫量子涨落。比如我们在量一个尺寸，测量了10次，每次的结果都不一样。这时候我们就要取一个平均值。又因为我们一直在测量的过程中，和平均值有所不同。这个相差的数值就是我们的偏差，而它的结果可以是正数也可以是负数。所以当我们测量的尺寸，和平均值有区别的时候，这就是涨落。而这个可负可正的结果，就是对涨落的一个具体解释。
在量子力学中，一个粒子出现的位置是随意的，按照上面的内容来推算。这个位置就是对量子力学平均值的偏离叫做涨落。因为这种偏离和量子力学的本质有区别，所以这种就叫量子涨落。在空间中，即便看起来没有物质。但实际上，仍然会出现一些能量的变化，不断地产生和湮灭微观粒子。
这些粒子又不是我们能够观察到的。用我们传统的方法也没有办法直接观测到。也就是说它们的存在，只能通过实验来推测出来。量子涨落可以说是为真空作出了新的解释，它不是我们理解的什么都没有。而是在人类无法观测到的能量中，有一股潜在力量。
真空中的物质
人类能够观察到的量子涨落，最关键的一个现象就是，虚粒子的产生。我们可以将虚粒子理解为，在宇宙真空中，偶然出现的粒子对。它们会在非常短的时间里面出现并消失。那有些人可能会说，虚粒子既然消失的这么快，怎么看都像是电影情节推断出来的。但其实，虽然听起来玄幻，虚粒子已经被科学家们实验验证了出来。
虚粒子看起来存在的时间很短，没有给人类直接观测留下条件。不过它们的存在，可以通过影响其它粒子或场的行为，间接的去体现出来。像著名的“卡西米尔效应”就是论证了这一点。在两个非常靠近的平行金属板之间，因为真空中虚粒子的存在。这两块板会有非常小的吸引力。
这个效应就是虚粒子短暂出现和湮灭引发的结果。这就更加直观的证明，真空不是空的，而是一个非常活跃的领域。真空中的能量，不仅仅是在微观层面上影响到物理现象。宇宙中的宏观结构，也可能有所体现。像科学家就认为，真空可能和宇宙的膨胀有关。
在宇宙大爆炸之后，宇宙并没有逐渐地静止下来。相反则是用一种加速的方式在不断的扩展。这种宇宙膨胀，很有可能是由暗能量驱动的。而这神秘的暗能量则是来自于真空中的能量。这样的想法非常的大胆，不但让人们了解到宇宙真空并不是“空”。它竟然饱含着可能影响整个宇宙的能量。
也就是说，在未来，科学家们的研究会向人类揭示，这些能量对于宇宙演化的影响。宇宙膨胀是随着时间的推移在加速，还是因为某种原因逐渐减缓。通过研究宇宙中的真空，我们不光认识到这里面有着巨大的能量。
甚至还有可能，我们会实现像电影情节中，研究出新的科技成果。对于真空中的能量，科学家们已经开始探索，怎么从这些看不见的领域中，提取出来这些能量。当然虽然现在还是有点科幻的味道，但随着科技的发展。相信在未来我们能够利用量子涨落或者虚粒子，来改善我们的生活。