У вакуумі космосу знаходиться нескінченна кількість енергії: чи можна її отримати

З огляду на те, що у вакуумі простору-часу, з якого складається Всесвіт, міститься нескінченна кількість енергії, можна подумати, що цю енергію можна використовувати. Але астрофізик Пол Саттер пояснює, що насправді зробити це неможливо і ось чому, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Ідея енергії вакууму походить із квантової теорії поля, яка бере початок у квантовій механіці та спеціальній теорії відносності Ейнштейна. У квантовій теорії поля частинки насправді не такі, якими ми їх вважаємо. Частинки в даному випадку представлені у вигляді полів, які є квантовими об'єктами, що заповнюють всю тканину простору-часу.

Коли локалізована ділянка поля отримує достатньо енергії і починає переміщатися, її можна ідентифікувати як частинку. Але справжнім фундаментальним об'єктом є саме поле.

У квантовій механіці будь-яка система має певний набір енергій. Наприклад, електрон може мати різні енергії у своїх орбітальних оболонках навколо атомного ядра.

Квантові поля мають енергії, пов'язані з ними в кожній точці простору. Будь-який кінцевий об'єм містить нескінченну кількість геометричних точок, а це означає, що в цьому об'ємі міститься нескінченна кількість енергії.

Це відбувається навіть тоді, коли поля перебувають у найнижчому можливому енергетичному стані, також відомому як основний стан. Нижче цього енергетичного стану нічого немає. Але через фундаментальні невизначеності квантової механіки навіть цей основний стан має пов'язану з ним енергію, тож усе одно існує нескінченна кількість енергії.

Але витягти енергію з вакууму і використовувати її для виконання роботи неможливо. Це тому, що яким би не було її значення, це найнижчий можливий енергетичний стан для Всесвіту. Щоб виконати роботу, потрібно перевести енергію з одного стану в інший. Але якби можна було якимось чином отримати енергію з вакууму, її нікуди було б подіти, тому що незалежно від того, що ви робите, ви все одно оточені вакуумом.

Принцип невизначеності Гейзенберга свідчить, що ви ніколи не можете знати, як енергію частинки, так і тривалість її існування з ідеальною точністю. Це означає, що в основному стані Всесвіту частинки можуть тимчасово з'являтися, "позичати" енергію з вакууму, а потім зникати за досить короткий час, при цьому частинки повертають енергію назад.

Якби можна було зробити таку частинку постійною, то це порушило б принцип невизначеності Гейзенберга, тому що ви позичили енергію з основного стану, не віддаючи її назад із часом.

Ці частинки відомі як віртуальні частинки. Вони є проявом усіх фундаментальних енергій квантових полів, які пронизують простір-час.

Суть у тому, що незалежно від того, яка енергія основного стану, це тло Всесвіту, на якому відбувається вся фізика. Так само, як ви не можете опуститися нижче першого поверху будівлі, де немає підвалу, не можна опуститися нижче основного енергетичного стану Всесвіту. Тому нічого витягувати з вакууму і немає способу використовувати цю енергію.

Як уже писав Фокус, новий рекорд, встановлений на німецькому термоядерному реакторі, наближає отримання майже безмежної енергії.

Також Фокус писав про те, що астрономи виявили мертву зірку, якою стане Сонце в майбутньому, яка має дуже рідкісний стан.

Ще Фокус писав про те, що фізики виявили портали в інший світ, які замасковані під відомі об'єкти в космосі. Протягом багатьох років фізики висували теорії про те, що деякі чорні діри насправді можуть бути червоточинами, і нове дослідження показує, що це насправді можливо.