Ты правильно понял суть - принцип неопределенности Гейзенберга.

В квантовой механике существует соотношение неопределенности для энергии и времени: ΔE × Δt ≥ ℏ/2

Это означает что на достаточно малых временных интервалах энергия системы может флуктуировать. Вакуум может "одолжить" энергию ΔE на время Δt ≈ ℏ/(2ΔE), после чего частицы должны аннигилировать, вернув энергию обратно.

Поэтому виртуальные частицы существуют ничтожно малое время (порядка 10^-21 секунды для электрон-позитронной пары). Закон сохранения энергии НЕ нарушается - он справедлив для макроскопических времен, а для квантовых флуктуаций есть "лазейка".

Важный момент: виртуальные частицы - это математический инструмент в теории возмущений (диаграммы Фейнмана). Их нельзя зарегистрировать напрямую, только через косвенные эффекты (лэмбовский сдвиг, эффект Казимира).

Надо понимать что "энергия вакуума" - это не резервуар энергии откуда можно черпать. Это нулевая энергия основного состояния квантового поля.

В квантовой теории поля даже "пустое" пространство содержит поля (электромагнитное, электрон-позитронное и т.д.) в основном состоянии с минимальной энергией. Эта энергия ненулевая из-за квантовых флуктуаций.

Когда говорят про рождение виртуальных пар, это переход поля в возбужденное состояние и обратно. Энергия при этом берется из самого поля, которое существует всегда.

Проблема в том что если попытаться вычислить плотность энергии вакуума, получается бесконечность. Это одна из нерешенных проблем квантовой теории поля.

Откуда берется - НИОТКУДА. Ее там нет.

Вся эта история с виртуальными частицами - упрощение для популяризации. На самом деле это математические артефакты теории возмущений, способ вычислить вероятности процессов.

Реальные экспериментально наблюдаемые эффекты (Казимир, Хокинг и т.д.) можно объяснить без привлечения концепции "кипящего вакуума". Просто через граничные условия квантовых полей.

Большинство физиков воспринимают виртуальные частицы как удобный язык, а не как реальные объекты.

есть теория что вся энергия вселенной это флуктуация квантового вакуума которая почему то не схлопнулась обратно, и мы живем внутри этой гигантской виртуальной частицы размером с космос

в этой модели большой взрыв был моментом когда флуктуация превысила критический порог и стала макроскопической, а не виртуальной

Я когда учился в аспирантуре по теоретической физике, задавал тот же вопрос научному руководителю.

Он мне ответил примерно так: "Вакуум в КТП - это не физическая пустота, это математическое основное состояние системы бесконечного числа гармонических осцилляторов (мод поля). Каждая мода имеет нулевую энергию ℏω/2. Флуктуации - это квантовые переходы между уровнями этих осцилляторов."

Проще говоря, энергия уже "зашита" в определение вакуума как квантового состояния. Она не появляется и не исчезает, она часть структуры пространства-времени на квантовом уровне.

Для понимания рекомендую почитать Вайнберга "Квантовая теория поля" том 1, глава про вакуумное состояние. Там строго, но понятно.

не понял ничего из ответов выше если честно

можно объяснить как для гуманитария что такое виртуальные частицы вообще, они существуют реально или нет

Еще один важный момент который не упомянули: вакуум - это не абсолютная пустота с нулевой энергией.

В разных теориях вакуум может иметь разные состояния с разной энергией (ложный вакуум, истинный вакуум). Переход между ними может выделять огромную энергию - предполагают что именно это могло быть причиной инфляционного расширения ранней вселенной.

Так что вопрос "откуда энергия в вакууме" упирается в фундаментальный вопрос структуры пространства-времени и пока не имеет окончательного ответа.