Любознательные дети: существует ли такая вещь, как ничто?

Существует ли такая вещь, как ничто? – Реджи, 7 лет, Дарлингтон

Может ли кто-нибудь ничего не видеть? На что ничего не похоже? – Майя, 9 лет, Бристоль

Представьте, что вы слышите шум за окном. Вы думаете, что это может быть лай собаки или детский крик. Но когда вы встаете и смотрите, ни собаки, ни ребенка нет. «О, — скажете вы, — там ничего нет». Мы часто говорим, что у нас «ничего нет» или что «там ничего нет». Но мы имеем в виду, что у нас нет конкретной вещи. Когда вы выглядывали наружу, там было много всего — деревья, дома, автомобили и велосипеды, может быть, — но именно того, что вы искали, там не было.

Фото: author.today

Даже если бы вы смотрели в совершенно пустую комнату, там все равно были бы вещи. Всегда есть воздух, а воздух состоит из молекул, как и кислород, которым мы должны дышать, чтобы поддерживать свою жизнь. Но как насчет космоса? В космосе нет воздуха: поэтому астронавты должны носить скафандр, обеспечивающий кислородом для дыхания, если они отправляются в «космическую прогулку». Однако на самом деле в космосе тоже есть молекулы, но их так мало и далеко друг от друга, что это в основном пустое пространство. Это называется вакуум. Мы могли бы подумать, что пустота, которую мы можем видеть между звездами на ночном небе, где очень мало молекул, будет там, где мы не найдем «ничего».

Однако оказывается, что когда вы смотрите в темное ночное небо, вы не видите «ничего». Это пустое пространство наполнено энергией, и это нечто, даже если вы не можете держать ее в руке. Энергия — это то, что заставляет вещи происходить. Энергия никогда не исчезает и никогда не создается из ничего. Когда вы бежите, энергия вашего движения исходит из энергии, которую вы получаете из пищи, которую съели. Когда вы останавливаетесь, эта энергия превращается в тепло и оказывает незначительное влияние на движение Земли, когда ваши ноги трутся о нее при торможении.

Эйнштейн понял, что энергия и частицы (крошечные частицы вещества) — это две стороны одной медали. Мельчайшие известные нам вещи, такие как частицы, которые более чем в миллион миллиардов раз меньше нас, состоят из энергии. Около века назад ученые поняли, что эти крошечные объекты ведут себя иначе, чем более крупные объекты во Вселенной. Их поведение невозможно точно предсказать, и его можно описать только с помощью так называемой «квантовой механики».

Это также означает, что содержание вакуума не равно нулю. Крошечные частицы в нем могут встречаться со своими полными противоположностями, «античастицами». Когда это происходит, они компенсируют друг друга и исчезают, но при этом остается энергия, которая их создала. Вакуум космоса — это «суп» из энергии и пар частиц и античастиц. Голландский ученый Хендрик Казимир предложил способ доказать это в 1948 году – и спустя полвека мы убедились, что он был прав. Эта энергия в вакууме также заставляет Вселенную со временем увеличиваться, как если бы вы надували воздушный шар.

В космическом вакууме есть и другие вещи. Пространство содержит «поля», которые являются способом описания влияния, которое что-либо может оказывать на область пространства. Например, Земля притягивает Луну через пространство посредством поля, называемого «гравитацией». Когда известный физик Альберт Эйнштейн выяснял, как работает гравитация, он обнаружил, что пространство на самом деле имеет форму. Что-то с большой массой, например, звезда или планета, искривляет пространство вокруг себя, подобно тому, как тяжелый мяч, помещенный в середину натянутого одеяла, заставляет одеяло менять форму. Если пространство имеет форму, то, конечно же, пространство не может быть ничем.

Фото: Shutterstock

Похоже, нигде в нашей Вселенной мы не найдем «ничего». Возможно, место, где можно ничего не искать, находится за пределами Вселенной. Хотя, может быть, это неразрешимый вопрос. Вселенная — это место, где находится пространство, материя, энергия и время. Физик Стивен Хокинг объяснил, что Вселенная не имеет границ ни в пространстве, ни во времени. Когда вы находитесь внутри дома, стены — это его граница, и вы можете думать о том, что находится снаружи, возможно, даже видеть это через окно. Но если у Вселенной нет границ, то нет и такого понятия, как «снаружи» (или «до»). Можно было бы назвать это «ничего», но лучше было бы сказать, что это отсутствие чего-либо.

Ничто не существует как идея. Мы можем использовать «ничего» для счета: понятие «ноль» использовалось 4000 лет назад, а овальный символ, который мы используем сегодня, был изобретен более 1000 лет назад. Возможно, это единственное место, где существует «ничто»: как идея в нашем сознании.

Автор: Жакко ван Лун, астроном Кильского университета