Nada vs espacio vacío

is empty space really nothing?

La 'nada' del físico es un ejemplo de algo para el filósofo para el cual 'nada' está bien, dejemos que este filósofo lo explique en una reseña de "Un universo de la nada" de Lawrence Krauss:

el espacio vacío gobernado por la mecánica cuántica (o cualquier otra ley de la física, o incluso las leyes de la física en sí mismas) no es nada, y ni siquiera un "ejemplo" de nada (sea lo que sea que signifique un "ejemplo de nada"), sino algo . Y sigue siendo algo en lugar de nada incluso si es una "buena primera aproximación" a nada (que es lo que presumiblemente Krauss quiso decir con "buen primer ejemplo"). Cuando la gente pregunta cómo pudo surgir algo de la nada, no quieren decir "¿Cómo pudo surgir algo de casi la nada?" Quieren decir "¿Cómo podría surgir algo de la nada?" Es decir, de la ausencia de cualquier cosa, incluida la ausencia de espacio (vacío o no), las leyes de la física o cualquier otra cosa.

Me gustaría agregar a la respuesta de Alfred Centauri .

Primero, olvídate del espacio por un momento.

Tomemos, por ejemplo, el segundo campo electromagnético cuantificado , ya que este es el campo que más me gusta.

Las únicas cosas que se cree que son reales en la física moderna son este campo y otros campos cuánticos similares. Sólo hay un puñado de ellos. Cuando somos testigos de fenómenos físicos, estamos viendo interacciones entre estos campos cuánticos .

El segundo campo electromagnético cuantificado se puede considerar como una reunión infinita de osciladores armónicos simples cuánticos, uno para cada modo de onda plana clásica de las ecuaciones de Maxwell. Los estados propios de los osciladores armónicos simples cuánticos son discretos y están espaciados uniformemente por una cantidad de energía$h\,\nu$, dónde$\nu$es la frecuencia del oscilador en cuestión. Entonces, cada oscilador puede cambiar su estado de forma discontinua, tomando o eliminando un múltiplo de un número entero de este "trozo" de energía básica.$h\,\nu$desde o hacia otro campo cuántico. Entonces, las interacciones del campo electromagnético con los otros campos cuánticos del mundo se dan a través de estos paquetes discretos. Me gusta pensar en estos paquetes no tanto como bolas de billar, sino más bien como paquetes de datos discretos que se intercambian entre redes en Internet, dando así ser a "cosas que suceden" en Internet. A menudo ni siquiera tiene mucho sentido preguntar "dónde" están ocurriendo estas comunicaciones. Los campos cuánticos del Mundo hablan entre sí en comunicaciones discretas, gruesas, dando así ser a todo lo que vemos suceder a nuestro alrededor. Cuando estas comunicaciones voluminosas involucran el campo electromagnético, las llamamos fotones.

¿Dónde están estos osciladores cuánticos? Recuerda que ni siquiera hemos hablado del espacio, ¡te pido que lo olvides! ¡La respuesta es que no están en ninguna parte en particular y están en todas partes al mismo tiempo! Porque los campos cuánticos de los que hablé son el espacio que nos rodea. Ya no necesitamos lidiar con el misterioso concepto de "vacío" en física (una idea que en realidad solía darme pesadillas cuando era niño): el espacio vacío no es más que lo que vemos cuando los osciladores cuánticos del ¡Los campos cuánticos del mundo están todos en sus estados fundamentales!

El "espacio vacío" es bastante diferente de la nada, ya que el primero está hecho de campos cuánticos.

Una analogía sencilla.

Considere una piscina de agua tranquila. Si está quieto, entonces no hay vórtices ni ondas. Si reservamos la palabra "cosa" para que signifique "vórtice, ondulación, cosas así", entonces cuando la piscina está quieta, completamente inmóvil, entonces no hay "nada". Cuando se perturba el estanque, habrá ondas y vórtices, y ahora hay "algo" allí. Esta es una buena analogía para el sentido en que Hawking y otros han sugerido que "es posible conjurar algo de la nada" (para citar la pregunta). Creo que en este ejemplo Hawking mostró un lapso lamentable en un lenguaje que puede inducir a error, porque el "grupo" que está involucrado en la teoría cuántica de campos es un grupo altamente estructurado; El propio Hawking estudió sus propiedades (campos cuánticos en un espacio-tiempo descrito por la relatividad general) y necesitó de todas sus habilidades intelectuales para hacerlo. El hecho mismo de que tenga propiedades y ecuaciones que lo describan muestra que no es nada en el sentido ordinario de la palabra.

Comience con un vacío protegido en caída libre. ¡Eso está vacío! Tome un par de placas de espejo rígidas, planas, en registro, paralelas, superconductoras y conectadas a tierra y llévelas muy cerca, con una separación menor a una micra. Busque el efecto Casimir.

Para cada longitud de onda de fotón permitida en ese vacío, hay medio fotón de incertidumbre de Heisenberg. Ha creado un etalon en el que no puede existir media longitud de onda mayor que la separación de placas (y también omite la interferencia destructiva periódica para longitudes de onda más pequeñas). Has exprimido algo extra de la aspiradora. El exceso de presión de radiación fuera de las placas las empuja a juntarse. La fuerza varía como el cubo inverso de su separación. Ha sido medido.

¡Pero espera! ¡Hay más! ¡DEMONIO! La velocidad de la luz normal al etalon excede c = 1 solo cuando la energía de Casimir es negativa. La temperatura finita de la energía de Casimir es positiva en los casos publicados.

http://www.npl.washington.edu/AV/altvw43.html
http://arXiv.org/abs/gr-qc/0107091
http://arXiv.org/abs/quant-ph/0010055
http:/ /arxiv.org/abs/1110.1919
Enorme efecto Casimir a temperatura finita en el espacio electromagnético Rindler
Phys. Letón. B236 354 (1990)
Física. Letón. B250 133 (1990)
J Física A26 2037 (1993)

uno no puede interconectar "el ser y la nada" sin problemas fundamentales y paradojas asociadas con los infinitesimales y, por lo tanto, la pregunta de "¿no existe nada junto con algo?" no tiene sentido. Nada existe sólo como una relación como en ausencia de algo.

Quería mencionar que el vacío que definitivamente está compuesto por cosas físicas es el único mecanismo que soporta el entrelazamiento cuántico.

El vacío está en todas partes; la energía oscura es donde había gravedad.