關於“真空”的實驗
關於“真空”的知識，在中學課本中常常和壓強連起到一起去講。而且有一個關於“真空”的實驗。這個實驗就是大名鼎鼎的馬德堡半球實驗。說的是在1654年，科學家把一對完全密合的銅質空心半球中的空氣抽掉，讓半球內處於幾乎真空的狀態。
然後驅動馬車去拉開這兩個半球。但無論馬使多大勁都沒有能夠拉開。這個實驗讓讓我們知道了大氣壓力的作用，同時涉及到了“真空”的屬性。
但是如果你仔細看上文的表述，你就發現，我並沒有用“真空”，而是用“幾乎真空”。這是因為，人類在挑戰真空的路途上，始終不曾觸達到“絕對真空”。那這到底是咋回事呢？
真空到底是什麼？
真空是指一種不存在任何物質的空間狀態，說白了就是一種物理現象。關於真空的定義，我們要知道的是，在宇宙中其實不僅僅只有“物質”，宇宙中存在的東西遠比我們想象中的要多得多。
其次，我們都知道，物質是由粒子構成的，比如：空氣是由氮分子、氧分子等構成。
而分子實際上又是由原子構成的。當然，原子實際上也可以再分。
所以，關於真空的定義，我們如果從微觀的角度來看，就是說沒有任何粒子存在的空間狀態。
那麼不禁要問了，真的存在“真空”狀態嗎？
存在真空狀態嗎？
實際上，真空狀態還是理論上成立的一個物理現象。無論是在地球上，還是宇宙中，“絕對真空”都是不存在的。目前，最接近於真空狀態的就是宇宙空間了。那具體是咋回事呢？
這其實和人類抽真空的手法有關。這和降溫是一個道理，我們沒有辦法把一個溫度降到絕度零度，這是因為製造低溫是依靠熱傳遞。說白了，就是拿一個低溫的去給高溫的降溫。如果要把一個物體降低到絕對零度，那就需要用比絕對零度還低的溫度來給它降溫，可問題是絕對零度已經是最低溫度了，所以不存在比絕對零度還低的溫度。
同樣的，抽真空的辦法，說白了就是利用“更真空”來均，要降低到絕對真空，就得依靠比絕對真空還空的空間。但絕對真空已經是最真空的狀態了，因此，不存在比絕對真空還真空的空間。
宇宙空間中的真空程度其實要遠比我們人類做出來的真空還要空。科學家可以通過觀測和理論計算出宇宙的平均密度，他們就發現，宇宙的平均密度大概是1*10^-28千克/立方米。這是啥水平呢？
如果把宇宙中的粒子都看成是氫原子，那這概就是一立方米里只有一個氫原子的水平。所以，這個水平已經是非常空曠了，遠超人類創造真空的水平，但還不是真空。
那宇宙能最終真空嗎？
實際上並不會，我們知道，宇宙中是有物質的，而宇宙其實可以看成是一個空間。宇宙之所以物質密度很低是因為宇宙大爆炸之後空間就在膨脹，而且由於早期存在一個暴脹期，物質是非常均勻地分佈在宇宙空間中的。隨著宇宙空間的膨脹，物質密度是逐漸降低的，但無論如何，這些物質只要還在，宇宙就不會是真空，只能無限接近於真空。而物質是不可能憑空消失，所以，宇宙永遠不會變成真空。
真空中是什麼都沒有嗎？
實際上，這個問題我們可以直接給出答案：並不是。真空遠比我們想象中的要熱鬧許多。我們剛才說到過，真空只是指“沒有物質”。但宇宙中不僅僅有物質，還有很多其他的東西。
- 場
我們來舉個例子，初高中我們都有學過電磁學，其中就會涉及到電磁場。就拿磁場來說，你說它是物質準確嗎？它雖然不是實物粒子構成的，但它又實實在在存在。
隨著物理學的發展，科學家發現，在宇宙空間中不僅僅存在著磁場，還存在著其他的場。比如：希格斯場。上世紀科學家在研究質量的時候就發現，物體的質量99%來自於強力束縛夸克所釋放出的能量質能等價為質量，可問題是，剩餘1%的粒子的質量到底是從哪來的呢？
後來，科學家提出了一個希格斯場的理論，他們認為宇宙空間中遍佈著希格斯場，這個希格斯場賦予了粒子質量。2012年，歐洲核子中心的LHC找到了上帝粒子希格斯玻色子，證明了希格斯場的存在。這個希格斯場其實就類似於磁場一樣，你看不見，摸不著，但它真的存在。
所以，真空中是存在著各種“場”，正是它們的存在，確保了物質能夠構成。
- 量子漲落
除了“場”，空間中還存在著“量子漲落”，這個是指在空間中，任意位置對於能量的暫時變化。這其實是一種量子效應。這種效應的存在使得真空也顯得格外的熱鬧。
- 暗物質和暗能量
隨著天文學和物理學的發展，科學家發現，我們對於“物質”的理解並不全面。我們所能夠看到的物質被我們稱為可見物質。他們在宇宙中僅僅佔據了不到5%的比例，而在宇宙還存在著95%以上看不到的物質，它們就是暗物質和暗能量。
如今我們對於暗能量的瞭解幾乎為0，但是正是在它們的驅動下，宇宙在加速膨脹。而暗物質其實只參與到引力當中，它大概率是瀰漫在整個空間當中的，可能此刻正在穿過我們的身體，但由於它不參與電磁作用，因此，我們感覺不到。因此，看似真空的空間中，也很有可能會存在暗物質和暗能量。
因此，真空真的不是什麼都沒有，相反，真空很熱鬧，而且還有不少東西，只是它們並非是可見物質而已 。
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