一无所有的无尽创造

宇航员将远离地球的空虚和黑暗描述为令人震惊的经历。诗人雷纳·玛丽亚·里尔克（Rainer Maria Rilke）也是如此，那是作家Dror Burstein发给我的一首诗。里尔克（Rilke）从未冒险进入太空（显然），一个世纪前写道：“夜，在我看来是颤抖的，但在你自己中如此稳定；取之不尽，用之不竭的创造力，超越了地球的命运。”

现实是，空间既不空也不暗。即使在星系之外，宇航员平均每立方米也可以发现至少一个质子。此外，一个大爆炸还剩下一个电子和十亿个光子和中微子。但是，人们可能会天真地想象这些粒子之间的空间是空的。确实，古希腊的早期原子论者认为真空实际上是什么。

不是这样目前，宇宙质量预算的主要部分（大约三分之二）与弥散在真空中的“暗能量”有关，它对物质施加了排斥性引力，并加速了宇宙的膨胀。最新的测量结果表明，真空的行为就像一个世纪前阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）在考虑静态宇宙的假设可能性时所考虑的宇宙常数一样，在静态宇宙中，物质的吸引力由真空的排斥力所平衡。

我们的实际宇宙不仅在扩展，而且还在均匀地扩展至100,000之内，甚至在我们宇宙视野相对两侧没有时间进行交流的区域也是如此。关于这个明显难题的流行解释是宇宙膨胀，在早期，真空在有限的时间内触发了加速膨胀，因此最初紧密且因果接触的区域最终被分离得如此之多，以至于现在它们处于相反的方向我们的天空。如果是这样，在我们宇宙史的开始和结束时，真空就主导了扩张。

如果我们觉得有必要发现空虚，我们可以想象一个在宇宙观测体积之外的假设区域，宇宙常数消失，没有关系。这个区域会空吗？答案仍然是。根据量子力学，它仍然会经历真空波动，虚拟粒子会短暂地出现和消失。这些瞬态波动的真实性已通过多种效应在实验上表明。例如，当两个金属板彼此平行放置时，它们会限制它们之间空间中虚拟电磁波动的波长，从而在它们之间产生作用力，即所谓的卡西米尔效应。

类似地，真空波动和氢原子中的电子之间的相互作用在电子的2 S 1/2和2 P 1/2态之间产生能量差，并在其能级之间产生Lamb位移。同样，足够强的电场可以使虚拟电子和正电子从真空中加速，从而使它们变成真实的粒子，并产生结对的施温格效应。以此类推，黑洞事件视界的强大引力从真空中产生热辐射，并导致这种纯时空结构的霍金蒸发。

实际上，不仅在黑洞中，而且在所有具有因果关系的系统中，热辐射都从真空中弹出。例如，一个加速探针具有Rindler水平线，从中可以检测辐射的热浴，从而提供Unruh效应。同样，呈指数级增长的宇宙的地平线也表现出de Sitter温度。在加速宇宙膨胀期间，产生了真空的相关波动，并可能播种了当今的星系结构和星系团。如果发生这种情况，则我们的存在归因于早期的量子波动。真空播种生活。

但是我们可以考虑更多基础性的问题。既然原子论者是错误的，而且无处可寻，那么在大爆炸之前发生了什么？我们的宇宙是否摆脱了真空波动？这些问题只能在结合了量子力学和引力的量子引力预测理论的框架内回答，而我们目前还没有。在它发展之前，我们不会弄清楚我们的宇宙根源。

就像施温格效应一样，可以想象的是，强烈的真空刺激可能会产生一个婴儿宇宙。是否可行取决于细节，这是一个活跃的研究课题，我最近与哈佛大学黑洞倡议的博士后研究员Paul Chesler进行了研究，研究了黑洞坍塌的时间逆转。

人工的出生通道可能会对我们自己的宇宙起源产生有趣的影响。如果我们的宇宙是在另一个文明的实验室中创建的，那么可以想象，无数个婴儿宇宙是由文明相互孕育而来的，这些文明发展了能够孕育新宇宙的技术子宫。在这种情况下，我们大爆炸的脐带起源于实验室。

宇宙是实验家希望摆脱真空的最大礼物。在里面，礼物可能包含早期的原子学家，他们认为真空是空的，其次是科学家，最终用真空创造了一个新的宇宙。里尔克（Rilke）的话将是一个壮观的解释：“取之不尽，用之不竭的创造，超越了地球的命运。”