Решён
Какая энергия больше - пустоты или объекта?

Шредингер Квантовая физика
3.2k
5

Читал про квантовую физику и вакуумную энергию. Везде пишут что вакуум не пустой, а содержит энергию. Но если в пустоте есть энергия, то какая энергия больше - пустоты или объекта который в ней находится?

И как это соотносится с E=mc2? Масса же должна давать больше энергии чем пустота?

Решение
56
Эксперт • 1 ответ

Вопрос сформулирован немного некорректно, но попробую объяснить.

Вакуумная энергия (энергия нулевых колебаний) - это теоретическая концепция из квантовой теории поля. По расчетам она должна быть колоссальной, но мы не можем ее "извлечь" или использовать напрямую. Она как бы является базовым уровнем, от которого отсчитываются все остальные энергии.

Когда говорят об энергии объекта (E=mc²), имеют в виду энергию покоя массивного тела относительно этого базового уровня. Сравнивать их напрямую нельзя - это как спрашивать что больше, высота горы или уровень моря.

Вакуумная энергия - это "ноль" на шкале. Энергия объекта - отметка выше этого нуля. В этом смысле любой объект с массой "добавляет" энергию к вакуумной.

Аватар Шредингер

То есть вакуумная энергия это не "что то", а скорее точка отсчета?

Аватар Мария Реставратор

Упрощенно да. Хотя в космологии эта точка отсчета имеет реальные последствия (темная энергия, ускоренное расширение Вселенной). Но для бытового понимания - да, это базовый уровень

41
Эксперт • 1 ответ

Есть известный парадокс - если посчитать плотность вакуумной энергии по квантовой теории поля и сравнить с космологическими наблюдениями, получается расхождение в 10^120 раз. Это называют "проблемой космологической постоянной" и это одна из главных нерешенных проблем теорфизики.

Так что на твой вопрос "какая энергия больше" точного ответа нет. Либо наши расчеты вакуумной энергии неверны, либо есть какой то механизм компенсации который мы не понимаем.

18
Эксперт • 6 ответов

Если интересует популярное объяснение - посмотри лекции Фейнмана про QED или книжку "Краткая история времени" Хокинга. Там про вакуумные флуктуации и виртуальные частицы хорошо объясняется.

12
Эксперт • 4 ответа

вакуумная энергия это бесконечность, масса объекта конечна, бесконечность больше любого конечного числа. но бесконечность минус бесконечность может дать что угодно, поэтому физики используют перенормировку чтобы получить конечные результаты

22
Участник • 3 ответа

А если копнуть глубже, то вся эта "вакуумная энергия" может быть просто артефактом неполноты наших теорий. Квантовая гравитация (которой пока нет) возможно даст другую картину.

Мой любимый пример - эфир в 19 веке. Физики были уверены что он существует, строили теории. Потом оказалось что не нужен. Может с вакуумной энергией та же история.

Написать ответ

Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.