真空是什么意思是没有空气

你猜宇宙里什么东西最多？恒星不是行星，也不是黑洞？差远了，宇宙里最多的东西是你以为什么都没有的东西。真空，从地球到月球中间是真空，从太阳到最近的恒星中间是真空，从银河系到仙女座星系中间还是真空？ 宇宙的百分之九十九点九九九九九九以上都是真空。但你有没有想过一个问题，真空真的是空的吗？如果我问你真空是什么意思， 你肯定会说，就是什么都没有吗？没有空气，没有物质，没有任何东西。那我告诉你，你错了，真空根本不是空的，他比你想象的要满的多。这事得从量子物理说起。在经典物理里，真空确实就是什么都没有，一个房间把空气抽干净，里面没有分子，没有原子，什么都没有，这就是真空。 但量子粒子来了之后，物理学家发现了一件让他们自己都不敢相信的事，真空里其实充满了东西。什么东西？能量粒子？还有一堆你听都没听过的虚粒子？咱们来拆开看看。首先，量子粒子里有一个著名的不确定性原理，这个原理说，你不可能同时知道一个粒子的精确位置和精确动量， 但它的另一个版本更反之觉，在极短的时间内，能量也可以是不确定的。这意味着什么？意味着在真空的任何一个极小的点，极短的一瞬间，能量可以无中生有，凭空冒出来一堆粒子，一个粒子和它的反粒子，它们从虚无中诞生，存在了一瞬间，然后互相湮灭，消失的无影无踪。 这个过程叫量子涨落，它不是理论猜测，而是被实验证实了的。最著名的证据就是卡西米尔效应。一九四八年，物理学家卡西米尔预测，如果你把两块金属板放在真空中，靠的非常非常近，它们之间会产生一种微弱的吸引力。 为什么？因为真空里那些不断升灭的虚粒子，在两块板之间能存在的种类比外面少，所以外面的压力比里面大，就把板往中间推了。 一九九六年，这个效应被实验证实。这意味着什么？意味着真空真的不是空的，它里面有能量，有粒子，有一个看不见的、不断沸腾的量子海洋。这就是真空的第一个秘密，它不是空无一物， 它是满的，不能再满。但真空的秘密还不止这些。爱因斯坦的广义相对论告诉我们，真空还有另一种满，它能被弯曲、被拉伸、被压缩。引力本质上就是时空的弯曲，而时空本身就是真空。 所以当你说真空的时候，你其实在说一个活的东西，它会动，会变形，会波动。二零一五年，人类第一次探测到的引力波，就是真空本身的涟漪。两个黑洞合并时，把周围的真空像石头扔进水里一样，激起了波纹。这些波纹以光速传播，在宇宙里跑了十三亿年，最 终被里 go 探测器捕捉到。你感受到的引力，其实是真空在推你。你看到的星星，是光在真空中穿行了亿万年才到达你的眼睛， 你存在的每一秒，都是真空在给你提供舞台。这还没完，真空里还有一种更神秘的东西，暗能量。一九九八年，天文学家发现宇宙正在加速膨胀，什么在推动它？一种未知的能量充满了整个真空，让空间本身不断地被撑开。这种能量就叫暗能量， 它占了宇宙总能量的百分之六十八，比普通物质和暗物质加起来还多得多。而暗能量是什么？它就是真空本身的能量。真空不是零能量的，它有一个非零的能量密度，这个能量密度在推动宇宙加速膨胀。所以，真空的第三个秘密是，它本身就是宇宙的主宰， 它占据了宇宙的大部分，决定了宇宙的命运。好，聊到这儿，你可能想问，这跟我们有什么关系？关系大了，你身体里的每一个原子都是从真空中来的。 宇宙大爆炸之后，真空的能量转化成了物质，粒子和反粒子不断产生湮灭，但由于某种微小的不对称，每十亿对粒子湮灭后，会多出一个粒子留下来，这些多余的粒子就是现在组成你 我地球、太阳、银河系的所有物质。换句话说，你身体里的每一个质子，每一个原子，都是从虚无中诞生的。你本身就是真空的一个错误，一个美丽的、幸运的错误。更神奇的是，真空还在你的身体里不断运作，量子涨落从未停止。即使在你身体内部， 每时每刻都有无数虚粒子在生灭，它们影响着原子之间的力，影响着化学反应的速率，影响着你的 dna 是 否会突变。真空不是远处的抽象的东西，它就是你的构成部分。所以，回到开头那个问题，真空真的是空的吗？答案是否定的。真空里充满了量子涨落、虚粒子、能量、引力波、暗能量， 它不是空无一物，它是万物之母。恒星从真空中诞生，行星从真空中凝聚，生命从真空中演化。我们总以为有才是真实的，无才是空虚的，但宇宙告诉我们恰恰相反，那个看似什么都没有的真空才是真正的主角。 它无处不在，它充满一切，它创造了万物，它最终也会吞食万物，它比你能想象的一切都要满。你以为你站在黑洞之中，其实你站在万物之上。

你以为真空是空的吗？错了，你身边那看不见的什么都没有，其实是宇宙最拥挤的一个赌场，也是一个把无数物理学家逼疯的物理学暗坑。真空零点能， 如果你知道他背后藏的真相，你今晚关灯睡觉的时候，可能连眼睛都不敢闭上。一九四八年，荷兰物理学家卡西米尔下班回到家，吃完饭跟波尔通了通电话。就是这个普通到不能再普通的对话，让他突然在桌子前坐住了。他盯着白纸，脑子里炸出一个让他下半生都没放下的问题。 真空不对劲。你可能觉得他想多了，但请你先别笑，因为在他之后的八十年里，费曼、波尔、霍金，包括那些你听都没听过的顶尖物理学家，全都被这个问题折磨过， 没有一个人能轻松给出答案。我们先来搞清楚这个问题到底卡在哪？想象一下，你拿一个超级强力的真空泵，把一个玻璃罩里的所有空气，所有尘埃，所有的水分子， 一颗一颗全部抽出去。理论上，只要你抽的够干净，这个玻璃罩里应该什么也没有，没有粒子，没有能量，真正的虚无。那个玻璃罩里的空间，就是物理学家说的真空。 如果牛顿那一派的经典物理是对的，真空里就应该是绝对绝对绝对什么都没有。你的眼睛朝里看，看到的应该是一片完全死寂的黑。但现实呢？现实是，当你把仪器探进去测一测，你会发现那块什么都没有的空间闹得跟早高峰的地铁站一样。 这个矛盾就是物理学里所谓的零点能问题。好，那最直接的解释是什么？很多人第一反应是你的仪器没抽干净，没听起来挺合理对吗？错了。一九二七年，有个二十六岁的德国小伙子叫维也纳海森堡， 给整个物理学甩出一个让人几倍发凉的公式，德尔塔 e 乘以德尔塔 t 大 于等于 h 杠除以二。翻译成人话就是，在足够短的时间里，能量可以无中生有。 这条公式叫海森堡不确定性原理是整个量子力学的地级，它告诉你一件让人头皮发麻的事，真空不可能精确的等于零， 因为如果某一块空间的能量精确等于零，持续的时间又是无限长，那么德尔塔 e 乘以德尔塔 t 就 等于零，这条物理铁律就被你打破了。宇宙不允许这种事发生，所以它的解决办法很毒。 真空里每一个普朗克尺度的角落，每时每刻都在借能量出来，凭空产生一对粒子和他的反粒子，然后这两个粒子在几乎你看不见的时间里迅速撞上对方，覆灭消失，把能量还回去。这种粒子叫虚粒子， 你以为你身边那块看起来什么都没有的空气，其实是每秒钟有上万一堆粒子在那里疯狂的诞生又死掉。而你看不见他们，不是因为他们不存在，是因为他们诞生和死亡的时间比你眨一次眼短了十到二十次光倍。 听不懂没关系，有人比你更不服气，他们说，行吧，数学上你算的出来，但你能不能给我看个实验摸到的东西？别整天唬人， 说这话的人被一个荷兰人按在桌子上摩擦了五十年。一九四八年，这个荷兰物理学家叫卡西米尔，他在飞利浦实验室喝着咖啡，跟波尔聊天的时候，波尔随口提了一句， 这个量子真空里的能量，是不是该能产生一种你能直接测出来的力？卡西米尔回家就把这个事算了出来。他写了一个公式，预言如果你把两块完全不带电的金属板在真空里靠到只有几纳米的距离， 真空本身会推着这两块板互相吸过去。注意这件事的怪，这两块板没有电，没有磁，没有引力，不带任何已知的力，它们就静静地放在真空里，但真空本身会把它们一点一点推到一起。为什么？因为板子外面的真空可以容纳所有波长的虚粒子，掌握 板子中间那条窄缝，只能容下波长被卡的刚刚好的那几种。外面的虚粒子比里面多，外面的压墙比里面大，于是真空把板子从外面挤了进来。这种力叫卡西米尔力。说出这句话的叫卡西米尔 没等到任何人证实他，因为这个力实在太小了。两块面积一平方厘米的板，靠到十纳米距离的时候，被真空吸的力大约只有一颗芝麻，重量的百万分之一。 当时实验室的仪器根本测不准，但奇迹后来还是发生了。一九九七年，也就是卡西米尔写下这个公式，整整四十九年后，在美国华盛顿大学，一个叫史蒂夫拉莫罗的物理学家，用一台自己搭的牛百天平， 配上一个半径两厘米的球面金属镜片，第一次直接测出了那个真空在推板子的力，而且测出来的数值和卡西米尔一九四八年纸上那个公式只差百分之五。 这意味着什么？意味着真空里那群你看不见的虚数粒子不仅真的存在，而且力大到可以推动金属那一刻，人类才意识到，牛顿说的那种什么都没有的真空，从来就没有存在过。你呼吸的每一立方厘米空气，把空气抽干净后，剩下的那一立方厘米虚空 里面正在不停的诞生和死掉无数堆粒子，而他们叠加起来的总能量大到一个让物理学家睡不着觉的程度。 那这件事到底有多让物理学家睡不着觉呢？一九九八年，也就是拉莫罗实验完成的下一年，两组天文学家通过观测遥远的拉星超新星，发现了一件比真空有能量还炸的事。宇宙不仅在膨胀，膨胀的速度还在加速。 这个加速只能用一种神秘的能量来解释，这种能量被命名为暗能量，它占整个宇宙总能量的大约百分之六十八。而它的本质是什么？到二零二六年的今天，物理学家最普遍的猜测是，它就是真空本身。那个你以为什么都没有的什么都没有，就是正在把整个宇宙往外撕的那只手。 但故事到这里还没有结束，因为如果你用量子场论理的标准公式自己去算一下真空的能量到底应该有多大，你会得到一个让所有物理学家集体崩溃的答案。理论算出来的真空，能比实际观测到的暗能量大了十的一百二十次方倍。 注意哈，不是一百二十倍，是十，后面跟一百二十个零倍，这是物理学有史以来理论和实验差距最大的一个数字，他被叫做宇宙学常数问题，他一直挂在物理学最顶上，没人能解释。 也许这就是物理学最不愿公开承认的真相。这个看起来无边无境空旷的宇宙，在最深的底层根本不是空的， 它是一锅在德尔塔 e 乘以德尔塔 t 大 于等于 h 杠除以二。这条公式底下，沸腾了一百三十八亿年的汤，从你眼前那杯没喝完的咖啡里的水分子缝隙，到一百三十八亿光年外宇宙边缘最深处，全部都在那条公式底下翻滚着无数你看不见的粒子， 诞生，消失，再诞生，再消失。我们活在一个被虚无支撑起来的世界里。而那个第一个看懂这件事的人，亨德里克卡西米尔，已经在二零零零年的五月离开了，他什么都没有带走，只留下了这一条公式告诉我们，真空从来都不是空的。 今晚你关灯之前试一下，把手伸到面前那块空气里晃一晃，你以为你晃过的是空，其实是你刚刚搅动了几万亿堆粒子的生和死。 趁你还在，好好感受他因为这件事，比你听过的任何鬼故事都狠。鬼故事只是吓你。这件事告诉你，你身边的每一寸，所谓什么都没有，其实从来没安静过。好。下课。

大家好，我是格力宝小凯，有很多朋友们还不知道真空的概念，那么我们今天就来讲解一下什么是真空。真空就是指我们人为的将一个空间内的气体分子抽走，然后使其空间内的压力低于我们正常的大气压，我们就将其称为真空环境。 我们用真空度来表示这压差的大小，我们分别用两个小人表示内外的压力，此时大气压的力量为一百零一千帕， 密闭空间的力量也为一百零一千帕。我们现在使用真空泵将密闭空间中的压力抽走，原本一百零一千帕抽走五十一千帕之后还剩下五十千帕， 此时外部大气压力为一百零一千帕，而内部压力为五十千帕，外部对内部产生五十一千帕的推力，此时相对压力为负的五十一千帕， 绝对压力为五十千帕。让我们看看这个真空表，真空指正越左越接近绝对真空。我们下期讲解什么是抽取戒指，选择格瑞宝真空没烦恼！

真空是什么意思？一分钟带你了解真空。真空是指气体较稀薄的空间，具体的讲，在指定空间内低于一个大气压力的气体状态，统称为真空。一些高精密度产品，比如半导体、硬盘、镜片等 在制造过程中必须使用程度不一的真空。根据真空度的不同氛围，粗真空适用于真空输送。低真空适用于真空干燥，例如食品包装。高真空适用范围非常广泛，例如真空液晶真空镀膜等。 超高真空适用于空间环境模拟实验。极高真空适用于离子加速器、热核反应。

很多人问什么是真空，这个问题还是需要解决的。真空简单来说就是一种压力的表述，他表述是比大气压低，但是不是比标准大气压低，其实是比当地的大气压低的一种压力的表述。 所以说真空度是一种相对的概念，是比当地大气压低，记住这一点就可以在大自然环境中，只有外太空是最接近真空的状态。

提到真空，人们总会联想到空无一物，没有空气，没有尘埃，更没有看得见摸得着的物质。但在量子粒子的世界里，真空绝非一片死寂，反而像一个热闹的微观舞台，无数粒子在此瞬间诞生又湮灭， 能量波动此起彼伏。这种热闹不仅颠覆了我们对真空的传统认知，更成为解释宇宙起源物质构成的关键线索。首先要明确我们日常所说的真空，这是宏观真空， 即没有大量分子、原子构成的物质。但从微观量子层面看，这里依然充满生机。一九二八年，物理学家迪拉克提出空学理论，首次预言真空并非绝对虚无， 而是填满了具有负能量的电子海。当电子从负能量状态跃迁到正能量状态时，会在电子海中留下一个空穴，这个空穴就是后来被发现的正电子。 这一理论首次解释真空是粒子与反粒子的孕育之地。随着量子场论的发展，科学家进一步发现，真空本质上是量子场的基态， 即各种基本粒子对应的量子场在能量最低状态下的表现。即便处于基态，量子场也不会完全静止，而是会发生量子掌握场的能量会在平均值附近随机波动， 这种波动会瞬间激发，产生一对虚粒子。对这些虚粒子对存在的时间极短，产生后会立刻相互湮灭， 归还能量给量子场，因此无法被直接观测到。但他们的存在并非虚无缥缈，而是能通过实验间接验证。 卡西米尔效应就是最著名的证据。一九四八年，荷兰物理学家卡西米尔提出，若将两块极薄的金属板平行放置在真空中， 且间距足够小，金属板之间的虚粒子数量会比外部少。因为只有波长小于板间距的虚粒子能存在于板间，这种粒子数量的差异会产生一个向内的压力， 使两块金属板相互吸引。一九九六年，科学家在实验室中成功观测到了卡西米尔效应，其测量结果与理论预测完全吻合， 这直接证明了真空量子涨落的真实性，也让真空不空的观点从理论走向实证。真空的热闹还体现在他与宇宙起源的关联上。宇宙大爆炸能量来源就与真空量子涨落密切相关。 在宇宙诞生前的起点状态下，真空的量子涨落可能出现异常，某一对虚粒子没有及时掩灭， 反而吸收了真空的能量迅速膨胀，最终引发了宇宙大爆炸。此外，宇宙中占据百分之六十八能量的暗能量，其本质也可能与真空有关。 真空量子涨落产生的能量可能就是暗能量的源头，它推动着宇宙加速膨胀，塑造了如今宇宙的宏观结构。