Джордж и Большой взрыв полностью

Что такое вакуум и какое отношение он имеет к пылесосам?

Вакуум – это пространство настолько пустое, что в нём вообще нет воздуха. Например, если выкачать насосом из комнаты весь воздух, то мы получим вакуум.

В пылесосе пневматический насос создаёт слабенькое подобие вакуума, помогающее всосать все до одной пылинки. Но это вовсе не тот вакуум, о котором мы сейчас говорим. Для нашего эксперимента потребовался бы несравненно более мощный насос.

Пылесос – это пылеотсасывающее устройство вакуумного действия.

В лучевых трубках Большого адронного коллайдера создан вакуум наподобие космического: в нём совершенно нет молекул газа!

Удалить из комнаты все частицы воздуха не так-то просто. Даже если в комнате вообще нет атомов, она всё равно содержит излучение:

• инфракрасные фотоны, испускаемые тёплыми стенами комнаты

• радиофотоны от телепередатчиков микроволновые фотоны, оставшиеся от Большого взрыва

• другие частицы, залетающие из космоса (например, нейтрино, испускаемые Солнцем)

• и даже тёмную материю!

А если бы мы сумели убрать это излучение, охладив тёплые стены? Тогда наша комната стала бы совсем пустой – более пустой, чем космическое пространство между галактиками! Однако в ней всё равно кое-что осталось бы. Это «кое-что» – квантовые поля, то есть то, что остается, когда уже нет фотонов, нейтрино, электронов и всех остальных частиц. Состояние квантовых полей, обладающее минимальной энергией, физики называют вакуумным состоянием; именно в этом состоянии, без каких бы то ни было наблюдаемых частиц, и пребывала бы наша воображаемая комната.

Но если бы мы могли как следует всмотреться, то разглядели бы крошечную рябь в пространстве-времени и гравитации – гравитационные волны.

Словом, нам может показаться, что, выкачав из комнаты молекулы воздуха, мы полностью её опустошили, но на самом деле это не так!

Если добавить в вакуумное состояние энергию (физики сказали бы – возбудить вакуум), то в нём появятся частицы (и античастицы). Считается, что такой вакуум – состояние с минимальной энергией. Могут быть и другие вакуумные состояния, с другой энергией – если их возбудить, они породят знакомые нам виды частиц. Возможно, что в ранней Вселенной, когда температура была намного выше, пространство в течение некоторого времени существовало в состоянии ложного вакуума, с более высокой энергией, и его частицы сегодня показались бы экзотическими. Когда же температура снизилась, этот ложный вакуум должен был прийти в состояние нынешнего вакуума с низкой энергией. Истинный вакуум – это вакуум, действительно обладающий минимальной возможной энергией.

Нет ни малейшего основания полагать, что какой бы то ни было земной эксперимент способен ввергнуть нас в состояние какого-то иного вакуума!