#流量變現來齊家#在太空中遨遊，我們孤單嗎？
宇宙深處，真是一片「虛無」嗎？
圖源：蓋帝影像 作者Aaron Horowitz
想象一下，假設你來到宇宙中最深、最空曠的地方，這裏是一個完全真空的世界。你會被虛無所包圍嗎？這個問題的答案可能比你認為的要微妙得多。
17世紀，為展示城市在三十年戰爭的蹂躪後已經復蘇，神聖羅馬帝國馬德堡市長奧托·馮·格瑞克向皇帝和其他名流做了一場演示活動。透過將兩個半球放在一起並抽出其中的空氣，奧托證明了即使是一組馬也無法將這兩個半球拉開，即馬德堡半球實驗。由此，現代科學家對真空的探索拉開帷幕。
亞里斯多德提出的「自然界厭惡真空」思想在歐洲被追隨了千年，與之相反，馮·格瑞克卻證明了真空環境是可能存在的。
在馬德堡半球實驗之後的幾十年裏，哲學家和科學家們想知道廣闊的太空中是否充滿了某種被稱為以太的物質。研究這種物質有兩個目的：一是它可以防止真空的形成；二是它可以作為光傳播的媒介。
然而，在19世紀後期，克里夫蘭的兩位物理學家，艾伯特·麥可遜和愛德華·莫立，設計了一個精妙的實驗來測量地球在以太中移動時光速的變化。結果是，沒有發現任何變化——不久後，愛因史坦證明了光速總是恒定的——所以科學家們最終放棄了以太的概念，允許真空存在的可能性。
即使遠離地球，仍有大量物質漂浮在太空中，如帶電粒子、氫原子、絨毛和灰塵。盡管星際空間的密度比最高級的人造真空室低數十億倍，但它仍不是100%真空的。
要到達宇宙中最空曠的地方，你必須前往宇宙虛空，即宇宙中巨大的虛無區域。在最大的空洞深處，離你最近的星系也有數億光年遠。空洞的核心是如此空虛，甚至連暗物質——構成每個星系主體的神秘的、看不見的物質形式——都不存在。
但是，太空並不是真的空無一物。遍布整個宇宙的是被稱為微中子的輕量中性粒子，以及宇宙早期遺留下來的放射線。這種放射線被稱為宇宙微波背景放射線(CMB)，占宇宙中所有放射線的99.99%以上，且無法逃脫。所以，即使在最黑暗的空間裏，你也不會完全孤單。
上圖所示的宇宙微波背景放射線(CMB)，是早期宇宙遺留下來的殘余物。（圖源：ESA and the Planck Collaboration）
假設有一個巨大的房間，墻壁厚度足以阻擋所有微中子和宇宙微波背景放射線，但只留下你一個人在房間內。（墻壁發射出的光子忽略不計）那時，你會孤單嗎？
量子物理學給出了一個令人驚訝的答案：不會。物理學家發現，量子場浸透了所有的空間和時間，並產生了粒子。但是，當它們獨自存在時，量子場有一種固有的能量，被稱為真空能量。這種能量在宇宙中無所不在。即使你周圍沒有任何粒子，你仍與這股能量作伴。
那麽，如果你發明一種裝置來抵消真空能量呢？（技術上尚不可行）你最終會在宇宙中真正地被孤立，被完美的真空所包圍嗎?
答案是，看情況而定。你仍然是空間中的一個物體，有些人認為空間本身就是實體。我們喜歡把空間想象成一個抽象的數學概念，一種用來測量位置和範圍的方法。17世紀，天才雷諾·笛卡爾發明了描述空間的數學基礎，空間的概念開始呈現出更具體的特征。如果你曾經寫過笛卡爾座標的x軸和y軸，記得要感謝他哦~
艾薩克·牛頓提升了空間的概念，將其作為物體運動和支配其行為的物理定律的絕對背景。簡而言之，這就是現代物理學：物體在假定存在的空間背景下移動並交互作用。
愛因史坦在廣義相對論中，進一步將空間從背景舞台提升為主角——一個動態的、靈活的實體，對物質的存在做出反應，並指導物質的運動。正是空間本身，尤其是它的動力學，才推匯出重力。
那麽，空間只是一種數學意義上的抽象概念，是我們用來描述物理物件之間關系的工具，還是擁有其他含義？這裏有一個有趣的想法：重力波的移動不需要物質或能量的存在，它們只是以時空本身的波動形式存在。所以，如果空間只是一個數學工具，那麽這些波怎麽可能獨立存在呢？
對於真正的虛無是否存在這個問題，目前還沒有確切的答案。空間的概念可能只是一個數學把戲，它本身並不存在。可能無論你走到哪裏，你總是在空間的某個地方，因此永不孤獨。
BY:Paul Sutter
FY: 忙碌的北門
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