Language
Country/Area
No result found
Cuộc sống bí ẩn của các hạt ảo: Bạn có biết chúng tương tác với năng lượng như thế nào không?
Trong vật lý, khái niệm năng lượng âm cho thấy bản chất của trường hấp dẫn và nhiều hiệu ứng trường lượng tử khác nhau. Sự tương tác phức tạp giữa năng lượng âm và trường hấp dẫn làm phong phú và đào sâu hơn sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ. Mọi thứ đều bắt đầu với năng lượng hấp dẫn, đây là năng lượng tiềm tàng mà một vật thể sở hữu chỉ nhờ vào việc tồn tại trong trường hấp dẫn.
Năng lượng hấp dẫn hay năng lượng thế hấp dẫn là năng lượng tiềm tàng mà bất kỳ vật thể có khối lượng nào sở hữu trong trường hấp dẫn...
Trong cơ học cổ điển, luôn có khả năng tồn tại lực hấp dẫn khi có hai hoặc nhiều khối lượng cùng tồn tại. Định luật bảo toàn năng lượng yêu cầu năng lượng trường hấp dẫn này luôn âm nên nó bằng không khi các vật cách nhau vô cùng xa. Khái niệm này dần dẫn chúng ta đến suy nghĩ về cấu trúc của vũ trụ - một vũ trụ bị chi phối bởi năng lượng dương cuối cùng có thể chết trong một vụ nổ lớn, trong khi một vũ trụ "mở" bị chi phối bởi năng lượng âm có thể mở rộng vô hạn hoặc cuối cùng chết trong một vụ nổ lớn. sự tan rã .
Đồng thời, trong mô hình vũ trụ năng lượng bằng không, tổng năng lượng trong vũ trụ bằng chính xác bằng không, nghĩa là năng lượng dương dưới dạng khối lượng được bù trừ chính xác bởi năng lượng âm dưới dạng trọng lực. Người ta vẫn chưa rõ liệu mô hình này có mô tả chính xác vũ trụ của chúng ta hay không.
Ranh giới của lỗ đen và năng lượng âm
Khi chúng ta nghiên cứu sâu về lỗ đen, chúng ta phát hiện ra một hiện tượng gọi là "kéo hệ quy chiếu năng lượng". Xung quanh một lỗ đen đang quay, không-thời gian cũng bắt đầu quay, tạo ra một vùng gọi là "ergosphere". Ở vùng này, năng lượng của hạt có thể trở nên âm. Tình huống này cho phép các hạt năng lượng âm vượt qua chân trời sự kiện và đi vào lỗ đen, trong khi theo định luật bảo toàn năng lượng, một lượng năng lượng dương tương đương phải thoát ra.
Trong quá trình Penn-Rose, một vật thể chia thành hai phần, một phần thu được năng lượng âm và rơi vào hố đen, trong khi phần còn lại thu được một lượng năng lượng dương tương đương và thoát ra ngoài.
Quá trình này được đề xuất như là cơ chế tạo ra bức xạ mạnh như sao quasar. Các khái niệm về năng lượng âm và mật độ năng lượng âm được xác minh thêm trong lý thuyết trường lượng tử.
Các hạt ảo và bí ẩn của chân không
Trong lý thuyết lượng tử, nguyên lý bất định khiến chân không của không gian được lấp đầy bằng các cặp hạt-phản hạt ảo tự phát xuất hiện và biến mất sau một thời gian ngắn. Một số hạt ảo này có thể có năng lượng âm, một hiện tượng đóng vai trò trong một số hiện tượng quan trọng.
Ví dụ, trong hiệu ứng Casimir, hai tấm song song được đặt rất gần nhau, hạn chế bước sóng lượng tử có thể tồn tại giữa chúng.
Hạn chế này ảnh hưởng đến số lượng cặp hạt ảo có thể hình thành trong chân không, dẫn đến sự hình thành mật độ năng lượng âm. Nguyên lý bảo toàn năng lượng hình thành trong chân không khiến lực giữa các tấm không đáng kể, trong khi lực bên ngoài tương đối lớn khiến các tấm hút nhau.
Hiện tượng hấp dẫn lượng tử và bức xạ Hawking
Trong trường hấp dẫn cường độ cao xung quanh một lỗ đen, có cả hiệu ứng hấp dẫn và hiệu ứng lượng tử hoạt động cùng nhau. Trong trường hợp này, năng lượng của hạt có thể trở nên âm do sự quay. Bức xạ Hawking là một hiện tượng hấp dẫn. Khi các hạt ảo xuất hiện gần chân trời sự kiện của một lỗ đen, một hạt có thể bị hút vào lỗ đen trong khi hạt kia thoát ra, khiến lỗ đen mất một phần năng lượng.
Quá trình này có thể khiến hố đen bốc hơi dần dần và cuối cùng biến mất vào vũ trụ.
Triển vọng tương lai của Năng lượng tiêu cực
Ở ranh giới của khoa học, khái niệm năng lượng âm cũng dẫn tới nhiều giả thuyết thú vị, chẳng hạn như lỗ sâu và động cơ cong vênh. Thuyết lỗ sâu đòi hỏi năng lượng âm để duy trì sự ổn định của nó, về mặt lý thuyết cho phép du hành đến một thời gian và không gian khác ngay lập tức; trong khi động cơ cong vênh dựa trên các bong bóng năng lượng âm giả thuyết cho phép du hành nhanh hơn ánh sáng và nó không vi phạm thuyết của Einstein của thuyết tương đối.
Cuộc thảo luận về các lý thuyết như hạt năng lượng âm không chỉ chứng minh khả năng vô hạn của vật lý mà còn khiến chúng ta tự hỏi liệu năng lượng âm có thực sự tồn tại trong một vũ trụ tuyệt vời như chúng ta nghĩ hay không?
Với sự tiến bộ không ngừng của khoa học và công nghệ, chúng ta mong đợi nhiều khám phá tuyệt vời hơn nữa trong tương lai với sự hứng thú lớn lao. Bạn có tò mò như chúng tôi về những bí ẩn chưa được giải đáp của vũ trụ không?
