Що ховається за загадковим словом «ніщо», і як Всесвіт буквально створює тканину реальності з порожнього місця?
Що ми уявляємо собі, коли чуємо слово «ніщо»? Більшість відразу подумає про якийсь порожній простір, в якому немає ніяких об'єктів. Насправді ж з точки зору фізики «ніщо» приховує в собі масу цікавих деталей. Канал PBS Space Time підготував цікавий ролик, в якому популярною мовою привідкрив завісу над загадковим «ніщо».
Отже, що ж це за дивне явище? Простір, в якому немає жодної частинки (в тих місцях, де вони могли б бути гіпотетично) фізики називають «вакуумом» або «вакуумним станом». Завдяки квантовій механіці вчені з'ясували, що вакуум має деякі дивні властивості. Одним з основоположних принципів квантової механіки є принцип невизначеності Гейзенберга. У нього досить складне формальне визначення, але, говорячи простою мовою, його можна висловити так: чим точніше вимірюється одна характеристика частинки, тим менш точно можна виміряти другу.
Принцип невизначеності, як не дивно, вірний не тільки для частинок, але і для енергії, і навіть для часу. Таким чином, чим більше вам відомо про енергію частинки, тим менше інформації про її становище в часі, і навпаки. Тут-то і відбувається найдивовижніше: якщо вам точно відомо, що в певній точці простору частинки немає і бути не може (а таким простором в даному випадку є вакуум), то, слідуючи логіці принципу Гейзенберга, в цій точці зосереджено таку кількість енергії, якої може бути достатньо для формування самої частинки!
Парадокс, чи не так? Фізики називають такі частинки «віртуальними», і в основному виражають їх як квантові флуктуації. Іншими словами, якщо створити достатню кількість «ніщо», то Всесвіт автоматично намагатиметься заповнити цю порожнечу, буквально створюючи частинки... з нічого. Більш того, деякі фахівці вважають, що з високою часткою ймовірності весь Всесвіт - це одна велика віртуальна частинка. Ця гіпотеза носить назву «вакуумної генезису» і полягає в тому, що Всесвіт спочатку народився з великого «ніщо», яке існувало поза часом. Звичайно, практичним шляхом довести це вчені не можуть, але їжа для розуму нашим нащадкам вже точно забезпечена.