星期六, 14 06月 2025 09:25

真空中存在什么物质?

在物理学中,“真空”的含义比日常语言中的“空无一物”要复杂得多。其包含的物质(或更准确地说,物理实在)取决于我们讨论的层面:

经典物理学(理想真空):

在这个层面上,理想真空意味着完全没有任何物质粒子。没有原子、分子、电子、质子、中子等任何形式的普通物质粒子。
同时,也没有任何经典意义上的电磁辐射(如光、无线电波等)。空间是真正“空”的。
然而,这种理想真空在现实宇宙中几乎不存在,即使在星际空间中也存在极其稀薄的气体和尘埃,以及各种辐射(宇宙微波背景辐射、星光等)。


量子场论(现代物理学的标准观点):

根据量子力学和海森堡不确定性原理,真空并非死寂的“虚无”,而是充满了剧烈的量子涨落。
虚粒子对: 在极短的时间尺度内,粒子-反粒子对(如电子-正电子、夸克-反夸克、光子等)会不断地从真空中“凭空”产生,又在极短的时间内相互湮灭消失。这些粒子被称为虚粒子,它们不满足通常的能量-动量关系(E² = p²c² + m²c⁴),因此不能被直接观测到,但它们的存在会产生可测量的效应。...

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