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1 # 知天命31034804539
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2 # 宇宙探索
通常我們所說的真空,指的是地球以外的外太空,或者把一個密閉容器裡的空氣全部抽出來,就是真空狀態。當然,這樣的真空並不是真的“空”,無論如何都會有及少量的物質存在,我們不可能把所有物質都清除掉,大自然似乎也非常反感真空的存在,總是想盡辦法讓真空不空。
飛行器在宇宙中飛行可以認為就是在真空中飛行,當然外太空同樣存在極少量的氣體和塵埃分子,不過對於飛行器來說可以忽略不計,比如美國在上世紀70年代發射的旅行者一號飛船被認為可以在宇宙太空中飛行十億年之久。
那麼,如果太空中真的沒有任何物質,沒有任何氣體和塵埃,也沒有光線和各種輻射,甚至沒有中微子等微小粒子,只剩下空間本身,這樣的太空就是真的空嗎?就沒有任何阻力了嗎?
通常我們認為就是真的空,但如果從量子力學的角度思考,也並非真的空,因為還有空間存在。什麼是空間?從量子力學角度來定義,空間就是萬物存在的物理背景,空間是由最基本的量子組成的。就在魚在海水裡遊,海水就相當於空間,而水分子就相當於量子。
由於量子非常小,是不可分割的基本物理量,所以對於宏觀物體幾乎沒有任何影響。但如果速度足夠快,比如光速飛行(光子)或者宏觀物體以非常接近光速來飛行,量子背景空間的影響就不能忽略了,速度越快,量子空間的影響效應就越明顯,也就不可能無限地加速!
那麼,真正“什麼都沒有”的真空存在嗎?這已經不僅僅是科學問題,也需要用哲學思想來詮釋了。宇宙大爆炸之前被認為就是一個“什麼都沒有”的存在,但“無中生有”是如何實現的?又成了另一個謎團!
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3 # 多維觀世界
所謂真空都是相對的,絕對的真空是不存在的。我們在地球上,用最先進的裝置將一個密閉容器中空氣抽淨,也不能達到完全真空狀態,多多少少總會遺漏一些小分子。
太空中比這還要空曠稀薄得多,幾立方米才能有一個原子或者微觀粒子。當然也有可能某些地方有一些塵埃,甚至更大的顆粒,甚至小天體,當然這很稀少,幾千幾萬公里也不見得碰到一個。太空中存在最多的是一些射線,微觀粒子,當然也很稀薄。
一般來說,飛船在太空中飛行,除了臨近較大天體受引力影響,是不會遇到來自真空的飛行阻力的,飛船會因為慣性一直沿原來方向和速度前進。因為太空中太稀薄空曠了,即使撞上一些微觀粒子射線也是影響有限。除非是撞上較大較密集的顆粒,或者小天體,那機率太小了。
但是這是在低速行駛,而且行駛距離較近的情況下。但是如果飛行速度過快,比如達到千分之一光速(三百公里每秒)。或者是飛行距離過長,比如達到零點一光年以上(一萬億公里,一萬倍地球太陽距離)。那樣積累的粒子碰撞就不能忽略了。
就像我們普通在郊外行走,感覺不到空氣的阻力。如果我們跑起來,或者騎車前進,就會感覺到。如果是汽車火車飛機,更是要考慮空氣阻力對航行的影響了。或者我們走得路長一些,空氣中的塵土就會沾在衣服上。
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4 # 淡漠乾坤
由於人類的認識只具有相對性,其不可能獲得絕對的認識。所以,任何問題的回答都不能保證是百分之一百正確的。特別是關於宇宙的問題,在本質上這類問題應該歸於哲學的範疇。
所以,人類的認識需要有一些認識的基本原則,由人類認識的基本原則來作為認識的起點和判斷是非的依據。
實際上,人類認識的基本原則就是人類認識的最大公約數,即人類認識的基本原則是人類最為確定的認識基礎,其符合絕大部份現實的情況。
比如,“凡是具體的都是有限的”,就是一條認識的基本原則。根據這一原則,創造我們人類並仍然影響著人類生存的宇宙是一個具體的世界,其體積和充斥於其內部的粒子都必然是有限的,既不能為無窮大,也不會為零。
因此,根據哲學上的判斷,在宇宙的內部,不存在絕對的真空,即不存在沒有最小粒子的空間。所謂空間就是物體存在的物理背景,是由無數個離散的粒子構成的。不同的粒子構成不同的物理背景,會影響著不同的物體。
比如,水是由水分子構成,其對魚的影響最大;空氣則是由氣體分子構成,其對鳥的運動具有較大的影響。
在各種不同的空間中,有一種空間是最為基本的物理背景,是本底空間。任何物體的運動都會受到該空間的影響,這就是由不可再分的最小粒子構成的空間,即量子空間。
比如,所有的微觀粒子都具有波動性,說明存在著統一的物理背景。而且,這一背景是不連續的。當粒子的半徑小於該背景的不連續尺度時,就會感受到空間的不連續性,從而具有了波動性。
由最小粒子構成的空間恰好符合上述物理背景的描述,空間的不連續尺度就是空間量子之間的距離,物體感受空間的不連續性則在於空間量子對物體的不對稱碰撞。
此外,為了避免紫外災變,能量必須是不連續的。而能量是關於粒子運動能力的度量。因此,也要求在宇宙的內部充斥著不可再分的最小粒子。這也是為什麼,在我們的宇宙中,普遍存在普朗克常數h的原因。該常數是最小粒子(量子)的本徵參量,是最小粒子的角動量。
綜上所述,我們的宇宙是由物理背景即空間和物理物件即物質共同構成的一個有機的系統。其中,離散的量子構成量子空間,由高能量子組成的封閉體系形成了物質。
於是,類似海水中所泛起的泡沫,量子空間就是大海,而各種物質就是海水中的泡沫。因此,任何物體的運動都會受到量子空間的影響,不存在絕對自由的物體。
只是,由於量子非常小,而且物質僅只是其內部粒子的高速運動所形成的封閉體系,所以當物體低速運動時,量子空間的影響是可以忽略不計的。
然而,如果物體的運動速度接近於光速,即接近於空間量子的運動速度時,量子空間效應便顯現了出來,使物體能量的增加由原來的動能變化轉變為相對於量子空間勢能的增大,表現為速度與能量的增減無規,即具有了速度的不變性。
總之,由於量子空間的存在,包括飛行器在內的所有物體的運動,都會受到該空間的影響和束縛,對物體的運動產生阻力。只是,只有在物體的運動接近於光速時,該阻力才會明顯地表現出來,使物體的運動速度永遠也無法達到光速。
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首先要理解真空與宏觀物質是相對而言的,至於宏觀物質在真空中運動是否存在阻力,這要看該物質與其它星球或系的萬有引力合成力向量,而合成力向量時刻牽引著該物質的運動快慢及軌跡變動的,因所有星球都是在運動的,對於該物質而言的合成引力向量向也是隨機改變的,速度不是勻速運動,時而快時而慢,時而加速時而減速,那麼加速可視為增力,減速可視為阻力,因此,物質在真空中的運動不存在真空阻力問題,只存在物質與物質間的合成向量作用力的導向變數。