真空不空,整个宇宙漂浮在狄拉克之海上

保罗.狄拉克是英国著名物理学家,诺贝尔物理奖获得者。狄拉克之海是他提出的崭新量子力学理论。

迪拉克之海简单说就是真空中的布满了最低能量,也就是负能量的电子,形成了所谓负能量的粒子海。尽管这些粒子是不可观察的,但它们决不是虚幻的,如果有足够的能量就可以形成。哪里有物质,哪里就有迪拉克之海。而我们的宇宙就好像漂浮在这个大海的表面上。

那么狄拉克之海的理论是怎么来的呢?这源于狄拉克方程的解。在狄拉克方程的解中,有一个结果会导致电子可以具有负能量,这个结论在过去显然是荒谬的。为了克服这一困难,狄拉克发挥他天才的想象能力,他认为我们世界所谓的真空,已经被具有负能量的电子填满了。因为最低能量态已经填满了,电子便不可能跃迁。那么这个空间具有稳定的结构,这与已有的物理理论就自洽了。这个充满负能量电子的空间就被称为狄拉克之海。

那么狄拉克之海的理论对我们认识宇宙有什么意义呢?这涉及到一个问题,为什么在我们这个宇宙,很少有反物质的存在呢?毕竟根据现有理论,宇宙中应该存在大量反物质,为什么我们很少观测到呢?科学家认为,在宇宙大爆炸之初,物质与反物质的分布并不平均。于我们的宇宙来说,就是物质大大多于反物质了。因为正、反物质相撞会消失,而剩下来的只是能量,所以当物质多于反物质时,最后就只会有物质能留下来了。然而,这只是说我们的宇宙,其他的宇宙呢?可以想得到,因为在宇宙产生之时的物质与反物质的分布不同,应该会有一个反物质宇宙的存在。如果在宇宙产生之时,物质与反物质的分量是一比一的时候,会有一个只有能量存在的宇宙也是可能的。当然了,也有其他我们不能了解的宇宙存在的可能。

简言之,任何宇宙起初是由无数物质和反物质构成的,物质和反物质的湮灭产生的无数的正负电子对,形成所谓的迪拉克之海。这就构成了这个世界的基础。宇宙中物质多过反物质,未湮灭的物质就构成了我们现在生活的这个世界。那么通过狄拉克之海,就沟通起各个物质、反物质构成不同的世界,各个世界可以通过狄拉克之海进行转化和运动。或许有一天,我们这个世界也有可能变成反物质成为主导,而物质则通过狄拉克之海转化为另一种形式。

由于狄拉克之海的存在,我们认识到所谓的真空并不空,而是具有神奇的魔力,它蕴含着宇宙物质最基础的能量态,并为宇宙物质的运动和转化提供了最基础的支撑。

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