수천 년 전, 아리스토텔레스는 자연이 진공 청소기를 혐오한다고 주장했다. 1277 년, 프랑스 주교 에티엔 템피어 (Etienne Tempier)는 총격을 당했으며, 하나님 께서 무엇이든 할 수 있다고 선언하고 심지어 진공 청소기조차도 말입니다.
그런 다음 단순한 과학자가 그것을 뽑았습니다. 오토 폰 구리 케 (Otto Von Guericke)는 중공 구리 구 내에서 공기를 빨아서 지구상의 최초의 고품질 진공 상태를 확립하기 위해 펌프를 발명했습니다. 1654 년 연극 시위에서 그는 수박 크기의 공을 찢어 버리기 위해 긴장을 겪고있는 두 팀조차도 아무것도 흡입을 극복 할 수 없음을 보여 주었다.
.그 이후로 진공은 물리학에서 기반암 개념이되었으며, 어떤 이론의 기초가되었습니다. Von Guericke의 진공 청소기는 공기가 없었습니다. 전자기 진공은 빛을 늦출 수있는 매체가 없다. 중력 진공은 공간을 구부릴 수있는 물질이나 에너지가 부족합니다. 각각의 경우에 특정한 다양성은 물리학 자들이 어떤 종류의 물리학 자들이 묘사 해야하는지에 달려 있습니다. 일리노이 대학교의 이론 물리학자인 패트릭 드레이퍼 (Patrick Draper)는“때로는 이론을 정의하는 방식입니다.
현대의 물리학 자들이 궁극적 인 자연 이론에 대한보다 정교한 후보자들과 함께 포기함에 따라, 그들은 점점 더 많은 유형의 아무것도 마주 치지 않았습니다. 각각은 마치 물질의 다른 단계 인 것처럼 고유 한 행동을 가지고 있습니다. 점점 더 우주의 기원과 운명을 이해하는 열쇠는 이러한 확산 된 종류의 부재에 대한 신중한 설명 일 수 있습니다.
캘리포니아의 Kavli 이론 물리학 연구소의 입자 물리학자인 이사벨 가르시아 가르시아 (Isabel Garcia Garcia)는“우리는 우리가 생각한 것보다 더 많은 것을 배울 수 있다는 것을 배우고 있습니다. "우리는 얼마나 더 빠졌습니까?"
지금까지 그러한 연구는 극적인 결론을 내렸다. 우리의 우주는 먼 미래에 파멸되는“준이저 가능한”진공 상태 인 칙칙한 건축 플랫폼에 앉아 다른 종류의 모든 것을 없애고 그 과정의 모든 것을 파괴 할 수있다.
.Quantum Nothesness
물리학 자들이 현실을 필드 모음으로 보았을 때 20 세기에 어떤 것도 시작되지 않았다 :각 지점에서 값으로 공간을 채우는 물체 (예 :전기장은 전자가 다른 장소에서 얼마나 많은 힘을 느낄지 알려줍니다). 고전 물리학에서, 필드의 가치는 모든 곳에서 0이 될 수 있으므로 영향을 미치지 않고 에너지가 포함되어 있지 않습니다. 매사추세츠 기술 연구소 (Massachusetts Institute of Technology)의 이론 물리학자인 다니엘 할로우 (Daniel Harlow)는“고전적으로 진공은 지루하다”고 말했다. "아무 일도 일어나지 않습니다."
그러나 물리학 자들은 우주의 분야가 고전적이 아니라 양자라는 것을 알게 되었기 때문에 본질적으로 불확실하다는 것을 의미합니다. 정확히 제로 에너지를 가진 양자 장을 잡지 못할 것입니다. Harlow는 양자 필드를 많은 진자 (공간의 각 지점에 하나씩)에 비해 각도가 필드의 값을 나타냅니다. 각 진자는 거의 똑바로 매달려 있지만 앞뒤로 지터가 있습니다.
Quantum 필드는 "진정한 진공"또는 "지상 상태"로 알려진 최소 에너지 구성에 남아 있습니다. Garcia Garcia는“우리가 시스템의 진공에 대해 이야기 할 때 시스템의 선호하는 상태를 느슨하게 염두에두고 있습니다.”라고 Garcia Garcia는 말했습니다.
우리 우주를 채우는 양자 분야의 대부분은 하나의 선호하는 상태를 가지고 있으며, 여기에는 영원히 남아있을 것입니다. 대부분은 아니지만 대부분은 아닙니다.
True 및 False 진공
1970 년대에 물리학 자들은 평균적으로도 0이 아닌 다른 종류의 양자 장의 중요성을 인식하게되었습니다. 이러한 "스칼라 필드"는 10도 각도로 호버링하는 진자 모음과 같습니다. 이 구성은지면 상태 일 수 있습니다. 진자는 그 각도를 선호하고 안정적입니다.
2012 년 대형 Hadron Collider의 실험가들은 Higgs Field로 알려진 스칼라 필드가 우주에 스며 들었다는 것을 증명했습니다. 처음에는 뜨겁고 초기 우주에서 진자가 지적되었습니다. 그러나 코스모스가 식 으면서 iggss 필드는 물이 얼음으로 얼어 붙을 수있는 상태를 바꾸었고 진자는 모두 같은 각도로 상승했습니다. (이 0이 아닌 iggs 값은 많은 기본 입자에게 질량으로 알려진 속성을 제공하는 것입니다.)
주위에 스칼라 필드가 있으면 진공의 안정성이 반드시 절대적인 것은 아닙니다. 필드의 진자는 여러 개의 반 안정적인 각도와 한 구성에서 다른 구성으로 전환하기위한 성향을 가질 수 있습니다. 예를 들어, 이론가들은 HIGGS 필드가 절대적으로 좋아하는 구성 인 진정한 진공을 발견했는지 확실하지 않습니다. 일부는 138 억 년 동안 지속 되었음에도 불구 하고이 분야의 현재 상태는 일시적으로 안정적이거나 "준례 가능"이라고 주장했다.
.그렇다면 좋은 시간은 영원히 지속되지 않습니다. 1980 년대에 물리학 자 Sidney Coleman과 Frank de Luccia는 스칼라 필드의 잘못된 진공이 어떻게“부패”할 수 있는지 설명했습니다. 언제든지, 어떤 위치에서 충분한 진자가 더 유리한 각도로 지터를 지터로 데려 가면, 그들은 이웃들을 끌어 들이고, 진정한 진공의 거품이 거의 밝은 속도로 바깥쪽으로 날아갈 것입니다. 그것은 물리학을 다시 작성하여 원자와 분자를 경로에서 파열시킬 것입니다. (당황하지 마십시오. 우리의 진공 청소기 만 주면 지금까지의 힘을 감안할 때, 아마도 수십억 년 동안 지속될 것입니다.)
.Higgs 분야의 잠재적 돌연변이 성에서 물리학 자들은 아무것도 우리 모두를 죽일 수있는 실질적으로 무한한 수의 첫 번째를 확인했습니다.
더 많은 문제, 더 많은 진공
물리학 자들이 자연의 확인 법을 더 큰 세트에 맞추려고 시도함에 따라 (과정에서 우리의 이해에있어서 거대한 격차를 메우는) 자연의 후보 이론을 추가 분야 및 기타 재료로 요리했습니다.
.필드가 쌓이면 상호 작용하여 서로의 진자에 영향을 미치며 그들이 갇히는 것을 좋아하는 새로운 상호 구성을 설정합니다. 물리학 자들은 이러한 진공을 롤링“에너지 환경”에서 계곡으로 시각화합니다. 다른 진자 각도는 다른 양의 에너지 또는 에너지 환경의 고도에 해당하며, 돌이 내리막 길을 굴리기를 원하는 것처럼 필드는 에너지를 낮추려고 노력합니다. 가장 깊은 계곡은 지상 상태이지만 돌은 더 높은 계곡에서 한동안 휴식을 취할 수 있습니다.
수십 년 전, 풍경은 규모로 폭발했습니다. 물리학 자 Joseph Polchinski와 Raphael Bousso는 Gravity의 양자 측면을 설명하기위한 주요 수학적 프레임 워크 인 String Theory의 특정 측면을 연구하고있었습니다. 문자열 이론은 우주에 약 10 차원이있는 경우에만 작동하며 여분의 것들이 감지하기에는 너무 작은 모양으로 웅크 리고 있습니다. Polchinski와 Bousso는 2000 년에 이러한 추가 차원이 엄청난 수의 방식으로 접을 수 있다고 계산했습니다. 접는 각 접는 방법은 자체 물리 법칙으로 뚜렷한 진공 상태를 형성합니다.
줄 이론 이론은 거의 20 년 전의 또 다른 발견으로 거의 수많은 진공 청소기를 허용한다는 발견.
1980 년대 초 우주 학자들은 우주 출생의 주요 이론이 된 우주 인플레이션으로 알려진 가설을 발전시켰다. 이 이론은 우주가 지수 확장의 빠른 버스트로 시작되었으며, 이는 우주의 부드러움과 거대함을 직접적으로 설명합니다. 그러나 인플레이션의 성공은 가격으로 이루어집니다.
연구원들은 일단 우주 인플레이션이 시작되면 계속 될 것이라고 밝혔다. 진공의 대부분은 영원히 외부를 폭력적으로 폭발시킬 것입니다. 공간의 유한 영역 만 팽창을 멈추고 사이에 공간을 팽창시킴으로써 서로 분리 된 상대적 안정성의 기포가됩니다. 인플레이션 우주 학자들은 우리 가이 거품 중 하나를 집이라고 부른다고 생각합니다.
진공 청소기의 다중 사람
어떤 사람들에게는 우리가 다중 사람들에 살고 있다는 개념 (진공 거품의 끝없는 풍경)은 혼란 스럽습니다. 그것은 하나의 진공 (예 :우리와 같은)의 본질을 무작위적이고 예측할 수없는 것처럼 보이게하여 우주를 이해하는 능력을 억제합니다. 2018 년에 사망 한 Polchinski는 물리학 자이자 작가 Sabine Hossenfelder에게 현악 이론의 진공 상태의 풍경을 발견하면 처음에는 그를 비참하게 만들어서 치료를 구할 수 있다고 말했다. 문자열 이론이 상상할 수없는 모든 것을 예측한다면, 아무것도 예측했을까요?
다른 사람들에게는 많은 진공 청소기가 문제가되지 않습니다. Stanford University의 저명한 우주 학자이자 우주 인플레이션 개발자 중 한 명인 Andrei Linde는“실제로 미덕입니다. Multiverse는 잠재적으로 위대한 미스터리를 해결하기 때문입니다. 특정 진공의 초저 에너지.
이론가들이 모든 우주의 양자 분야의 집단적 지터링을 순진하게 추정 할 때, 에너지는 엄청납니다. 공간의 확장을 빠르게 가속화하고 짧은 순서로 우주를 찢어 버릴만큼 충분합니다. 그러나 공간의 관찰 된 가속도는 비교할 때 매우 온화합니다.
독방 우주에서, 하나의 유일한 진공의 작은 에너지는 심오한 퍼즐처럼 보입니다. 그러나 다중 사람들에게는 멍청한 행운입니다. 다른 공간의 기포가 다른 에너지를 가지고 다른 속도로 확장되면, 은하와 행성은 가장 무기력 한 거품에서만 형성됩니다. 그러므로 우리의 차분한 진공 청소기는 지구의 골디 록스 궤도보다 더 신비하지 않습니다. 우리는 대부분의 다른 곳에서는 생명에 욕설이 없기 때문에 여기서 우리 자신을 찾습니다.
그것을 사랑하거나 미워합니다. 현재 이해되는 다중 가설에는 문제가 있습니다. 현악 이론의 무한한 진공 메뉴에도 불구하고, 지금까지 아무도 우리와 같은 진공에 해당하는 작은 추가 차원의 특정 접이식을 거의 긍정적 인 에너지로 발견하지 못했습니다. 문자열 이론은 음성 에너지 진공을 훨씬 더 쉽게 생성하는 것 같습니다.
아마도 문자열 이론은 사실이 아니거나 결함이 연구원의 미숙 한 이해와 함께있을 수 있습니다. 물리학 자들은 문자열 이론 내에서 긍정적 인 진공 에너지를 다루는 올바른 방법에 맞지 않았을 수 있습니다. 뉴저지 주 프린스턴의 고급 연구 연구소의 물리학자인 Nathan Seiberg는“이것은 완벽하게 가능합니다. "이것은 뜨거운 주제입니다."
또는 우리의 진공 청소기는 본질적으로 스케치 될 수 있습니다. 세이버그는“일반적인 관점은 [긍정적으로 활력을주는] 공간이 안정적이지 않다는 것입니다. "다른 것으로 부패 할 수 있으므로 물리학을 이해하기 어려운 이유 중 하나 일 수 있습니다."
.이 연구자들은 우리의 진공이 현실이 선호하는 국가 중 하나가 아니며 언젠가는 더 깊고 안정적인 계곡으로 지터를 지정할 것이라고 의심합니다. 그렇게함으로써, 우리의 진공 상태는 전자를 생성하거나 새로운 입자 팔레트를 집어 올리는 필드를 잃을 수 있습니다. 단단히 접힌 치수가 펼칠 수 있습니다. 또는 진공 청소기는 존재를 완전히 포기할 수도 있습니다.
할로우는“이것은 또 다른 옵션 중 하나입니다. “진정한 아무것도.”
진공의 끝
물리학 자 에드워드 위튼 (Edward Witten)은 1982 년에“아무것도 거품의 거품”을 처음 발견했습니다. 각 지점에서 한 번의 추가 차원으로 진공 청소기를 공부하면서 양자 지터가 필연적으로 여분의 차원을 흔들었고 때로는 원을 요점으로 수축시키는 것을 발견했습니다. Witten은 차원이 아무것도 없어서 사라지면서 다른 모든 것을 가져갔습니다. 불안정성은 내부가없는 빠르게 확장되는 거품을 낳을 것이며, 미러와 같은 표면은 시공간 자체의 끝을 표시합니다.
이 작은 차원의 불안정성은 오랫동안 끈 이론을 괴롭 혔으며, 다양한 성분들이 그것들을 강화하기 위해 고안되었습니다. 12 월에 Garcia Garcia는 일리노이의 Draper 및 Benjamin Lillard와 함께 단일 추가 컬링 치수로 진공 청소기의 수명을 계산했습니다. 그들은 다양한 안정화 종과 휘파람을 고려했지만 대부분의 메커니즘이 거품을 막지 못한다는 것을 알았습니다. 그들의 결론은 Witten 's와 일치했습니다. 여분의 차원의 크기가 특정 임계 값 아래로 떨어지면 진공이 한 번에 무너졌습니다. 보다 정교한 모델로 확장 된 유사한 계산은 해당 크기 미만의 치수로 문자열 이론에서 진공을 배제 할 수 있습니다.
그러나 숨겨진 차원이 충분히 크면 진공 청소기는 수십억 년 동안 살아남을 수 있습니다. 이것은 아무것도 거품의 거품을 생산하는 이론이 우리의 우주와 그럴듯하게 일치 할 수 있음을 의미합니다. 그렇다면 아리스토텔레스는 자신이 아는 것보다 더 옳았을 것입니다. 자연은 진공의 열렬한 팬이 아닐 수도 있습니다. 매우 장기적으로는 전혀 아무것도 선호하지 않을 수 있습니다.
수정 : 2022 년 8 월 10 일
Otto von Guericke의 진공으로 채워진 구리 구체는 처음에 언급 된 바와 같이 자몽의 크기보다는 수박의 크기였습니다.
