В вакууме космоса находится бесконечное количество энергии: можно ли ее получить

Учитывая то, что в вакууме пространства-времени, из которого состоит Вселенная, находится бесконечное количество энергии, можно подумать, что эту энергию можно использовать. Но астрофизик Пол Саттер объясняет, что на самом деле сделать это невозможно и вот почему, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Идея энергии вакуума исходит из квантовой теории поля, которая берет начало в квантовой механике и специальной теории относительности Эйнштейна. В квантовой теории поля частицы на самом деле не такие, какими мы их считаем. Частицы в данном случае представлены в виде полей, которые являются квантовыми объектами, заполняющими всю ткань пространства-времени.

Когда локализованный участок поля получает достаточно энергии и начинает перемещаться, его можно идентифицировать как частицу. Но настоящим фундаментальным объектом является само поле.

В квантовой механике любая система имеет определенный набор энергий. Например, электрон может иметь разные энергии в своих орбитальных оболочках вокруг атомного ядра.

Квантовые поля имеют энергии, связанные с ними в каждой точке пространства. Любой конечный объем содержит бесконечное количество геометрических точек, а это означает, что в этом объеме содержится бесконечное количество энергии.

Это происходит даже тогда, когда поля находятся в самом низком возможном энергетическом состоянии, также известном как основное состояние. Ниже этого энергетического состояния ничего нет. Но из-за фундаментальных неопределенностей квантовой механики даже это основное состояние имеет связанную с ним энергию, поэтому все равно существует бесконечное количество энергии.

Но извлечь энергию из вакуума и использовать ее для выполнения работы невозможно. Это потому, что каким бы ни было ее значение, это самое низкое возможное энергетическое состояние для Вселенной. Чтобы выполнить работу, нужно перевести энергию из одного состояния в другое. Но если бы можно было каким-то образом получить энергию из вакуума, ее некуда было бы девать, потому что независимо от того, что вы делаете, вы все равно окружены вакуумом.

Принцип неопределенности Гейзенберга гласит, что вы никогда не можете знать, как энергию частицы, так и продолжительность ее существования с идеальной точностью. Это означает, что в основном состоянии Вселенной частицы могут временно появляться, "одалживать" энергию из вакуума, а затем исчезать за достаточно короткое время, при этом частицы возвращают энергию обратно.

Если бы можно было сделать такую частицу постоянной, то это нарушило бы принцип неопределенности Гейзенберга, потому что вы одолжили энергию из основного состояния, не отдавая ее обратно со временем.

Эти частицы известны как виртуальные частицы. Они являются проявлением всех фундаментальных энергий квантовых полей, которые пронизывают пространство-время.

Суть в том, что независимо от того, какова энергия основного состояния, это фон Вселенной, на котором происходит вся физика. Так же, как вы не можете опуститься ниже первого этажа здания, где нет подвала, нельзя опуститься ниже основного энергетического состояния Вселенной. Поэтому нечего извлекать из вакуума и нет способа использовать эту энергию.

Как уже писал Фокус, новый рекорд, установленный на немецком термоядерном реакторе, приближает получение почти безграничной энергии.

Также Фокус писал о том, что астрономы обнаружили мертвую звезду, какой станет Солнце в будущем, которая имеет очень редкое состояние.

Еще Фокус писал о том, что физики обнаружили порталы в другой мир, которые замаскированы под известные объекты в космосе. В течение многих лет физики выдвигали теории о том, что некоторые черные дыры на самом деле могут быть червоточинами, и новое исследование показывает, что это на самом деле возможно.