Meu entendimento sempre foi que isso acontece em cursos convencionais de ciências, mas pensando bem, eu estava me perguntando se esse é realmente o caso.
Para minha compreensão limitada, existe uma teoria de que existem grávitons que agem como partículas para puxar duas massas diferentes juntas. Se esses grávitons são realmente as partículas físicas da gravidade, então um chamado “vácuo” que tinha gravidade não seria um vácuo. Um vácuo real não deveria ter essas partículas e, portanto, não teria gravidade?
Qualquer coisa no vácuo deveria implodir devido à sua própria atração gravitacional dentro de si mesma? Se for esse o caso, poderíamos dizer que, em um vácuo real, a gravidade externa não existe?
Comentários
- Eu ‘ não tenho certeza se entendi o último ponto sobre implosão; se você colocasse um planeta em um universo totalmente vazio, você não ‘ não espere que o planeta imploda porque ele ‘ sua própria pressão interna seria igual à gravidade pressionando para dentro
- Mesmo considerando apenas os modelos clássicos, você diria que, por definição, a luz não pode atravessar o vácuo, porque se o fizesse, o chamado vácuo conteria fótons (” corpúsculos como Newton chamou suas teorizadas partículas de luz) em trânsito? Se você definir assim, então ‘ é apenas mais uma maneira em que ‘ não existe algo como vácuo. ..
- Quando eu estava no colégio, um professor colocou uma bola de borracha e uma pena em um tubo de plástico transparente. Ele inclinou o tubo para frente e para trás e vimos a bola cair rapidamente enquanto a pena descia lentamente. Ele então selou as pontas do tubo e usou uma bomba para remover (quase) todo o ar de dentro. Ele inclinou o tubo para frente e para trás novamente e a bola e a pena caíram lado a lado na mesma proporção. Ok, então o tubo não estava 100% vácuo completo, e a gravidade agindo na bola e na pena veio da terra que não estava no tubo. Mas às vezes essas pequenas demos simples têm uma longa duração.
- @cobaltduck – acho que o que ele ‘ quer saber é se um vácuo deve conter quaisquer partículas em todos, nem mesmo grávitons teóricos sem massa. Seu professor de segundo grau provavelmente não foi ‘ capaz de sugar todos os grávitons da câmara (e provavelmente não ‘ a cercou com um escudo de bloqueio de gravidade para evitar a passagem de grávitons). Como você disse, o equipamento do laboratório do colégio não foi ‘ capaz de atingir um vácuo muito forte, então muitas moléculas de ar foram deixadas dentro da câmara (mas não o suficiente para interromper o experimento).
- Mesmo sem considerar grávitons e usando um modelo clássico, você deve considerar exatamente o que considera ser ” gravidade “: o campo, ou o efeito acelerador do campo? O campo influencia apenas a matéria, portanto, em um vácuo ideal, não haveria matéria para o campo influenciar, então o campo seria indetectável, e nenhuma influência acelerativa devido à gravidade seria observada. Mas, presumivelmente, se a matéria aparecesse espontaneamente no vácuo, ela seria influenciada pelo campo (e criaria seu próprio campo) – portanto, pode-se dizer que o campo ” existe ” de alguma forma.
Resposta
Sua intuição é boa , mas você está misturando alguns fenômenos quânticos e clássicos.
Na física clássica (ou seja, não quântica), o vácuo é uma região do espaço sem matéria. Você pode ter campos eletromagnéticos no vácuo, contanto que as cargas que criam os campos estejam em uma região diferente. Da mesma forma, você pode ter campos gravitacionais no vácuo, gerados por massas em algum outro lugar do espaço. Nesta descrição clássica do universo, não existem fótons ou grávitons, e tudo (na maior parte) dá certo.
Na física quântica, a história não é tão fácil. Como você disse, agora nossos campos de força também são partículas (fótons e grávitons), então talvez um o “vácuo quântico” também não deveria incluí-los? Infelizmente, descobriu-se que na mecânica quântica (como Rob apontou) é impossível ter um vácuo perfeito, um estado sem nenhuma partícula nele. Uma forma de ver isso é através do princípio da incerteza de energia-tempo: $ \ Delta E \ \ Delta t > \ hbar / 2 $.
Um vácuo perfeito, um estado sem nenhuma partícula, deve ter energia exatamente zero. Se a energia for exatamente zero, então ela é completamente certa e $ \ Delta E = 0 $, o que viola o princípio da incerteza. Portanto, o vácuo quântico não é um estado com zero partículas, é um estado com provavelmente zero partículas.E em diferentes situações você pode achar útil alterar sua definição de “provavelmente”, então há muitas coisas diferentes que os físicos chamarão de “vácuo” na mecânica quântica.
Essa ideia, aquela mecânica quântica lá são sempre algumas partículas em qualquer região do espaço, tem algumas consequências interessantes que verificamos no laboratório! Uma é o Efeito Casimir . Esta é uma força que aparece quando você move dois objetos no vácuo tão próximos que a pressão desses fótons “virtuais” faz com que eles se atraiam. Outra é a partícula que eles descobriram no LHC, a Bóson de Higgs . O campo de Higgs tem um “valor de expectativa de vácuo”, um vácuo quântico perfeito terá um campo de Higgs diferente de zero em todo ele. As excitações desse campo são as partículas de Higgs encontradas no LHC!
Comentários
- Algumas ótimas respostas aqui, obrigado a todos. Eu entendo agora que o vácuo pode ser relativo, dependendo sobre o contexto e não precisa ser uma coisa absoluta do nada. Peço desculpas pela falta de votos positivos, pois não tenho representante.
- Muitas das ideias nesta resposta são úteis, mas muitas delas não ‘ estão certas . Em primeiro lugar, o princípio da incerteza da energia do tempo é muitas vezes uma coisa escorregadia para definir corretamente e não pode ‘ ser aplicado para obter as conclusões aqui: na verdade, o vácuo é um auto-estado de energia por definição, então tem uma energia exata (embora não um número de partícula exato em uma teoria de interação). [À parte: isso para não falar das sutilezas usuais do hamiltoniano na gravidade quântica …] Além disso, o material de Higgs confunde o campo (com um VEV diferente de zero) com a partícula (flutuações fora desse valor).
- @Hológrafo, não poderia ‘ concordar mais. Eu estava buscando uma resposta mais intuitiva do que rigorosa, mas deveria ter tomado mais cuidado. Eu atualizei a discussão do Higg ‘ s, você tem alguma sugestão para esclarecer ou substituir o argumento da incerteza de energia-tempo?
Resposta
O gráviton é o bóson de calibre hipotético associado ao campo gravitacional. Digo hipotético porque está longe de ser claro se a gravidade pode ser descrita por uma teoria quântica de campos, então não está claro se os grávitons são uma descrição útil.
Em qualquer caso , você não deve levar a noção de partículas virtuais como o gráviton muito a sério. dê uma olhada no artigo de Matt Strassler sobre partículas virtuais . As partículas virtuais são, na verdade, apenas um dispositivo matemático para descrever a energia em campos quânticos. Portanto, mesmo que o gráviton seja uma boa descrição da gravidade, não devemos ver o vácuo como sendo cheio de grávitons e, portanto, não é realmente um vácuo.
Por exemplo, suponha que colocamos uma partícula carregada no vácuo. Você diria que o vácuo não é um vácuo porque há um campo elétrico nele? Se sim, então você também teria que dizer que o vácuo perto de um corpo massivo não é um vácuo porque há um campo gravitacional nele. Embora eu suponha que essa afirmação seja válida, ela parece excessivamente zelosa.
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- ” você diria que o vácuo não é um vácuo porque há um campo elétrico nele? ” Não … eu reivindicaria ‘ não é um vácuo porque você colocou uma partícula carregada nele.
- @PaddlingGhost: mas o campo criado por um corpo carregado se estende para o vácuo que o cerca.
Resposta
Você está simplesmente confundindo vácuo com “nada”, que é um conceito filosófico. Você pode verificar a definição em wiki
Vácuo é o espaço desprovido de matéria . A palavra deriva do adjetivo latino vacuus para “vago” ou “vazio”. Uma aproximação desse vácuo é uma região com uma pressão gasosa muito menor que a pressão atmosférica. [1] Os físicos frequentemente discutem resultados de testes ideais que ocorreriam em um vácuo perfeito, que às vezes eles chamam simplesmente de “vácuo” ou espaço livre, e usam o termo vácuo parcial para se referir a um vácuo imperfeito real, como poderia ocorrer em um laboratório ou no espaço.
Existem diferentes teorias que tentam explicar a graviteia (curvatura do espaço-tempo, gráviton, etc), mas de acordo com nenhuma gravidade ou grávitons podem ser considerados matter
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- Você poderia adaptar esta resposta para realmente responder à pergunta? Você ainda ‘ não falou sobre gravidade aqui.
Resposta
Na mecânica quântica, é impossível remover todas as partículas de um vácuo.Um volume de espaço-tempo que contém apenas fótons e grávitons em equilíbrio térmico (ou não) parece um vácuo perfeitamente bom para mim.
Resposta
Nunca existe um vácuo perfeito, conforme mencionado em vários outros comentários. Todas as “partículas mensageiras” são flutuações de seus respectivos campos (por exemplo, o gráviton, um lugar no campo gravitacional que tem um valor de energia diferente de zero). Todos os campos estão sujeitos a flutuações quânticas, em essência, eles raramente não têm energia em um ponto, mas a média das flutuações é zero (ou seja, para a maioria dos campos, outros, como o campo de Higgs proposto, possivelmente têm valores de energia não negligenciáveis em seus níveis mais baixos estado de energia). Já que o gráviton também pode ser descrito como uma função de onda (muito parecida com a luz; teoricamente existem ondas gravitacionais que distorcem o espaço-tempo). Isso e o que foi dito antes são algumas provas de por que não existe um vácuo perfeito. O que pode tornar a situação um pouco mais complicada é a teoria das cordas, que prevê que o gráviton seja uma corda fechada, sugerindo sua capacidade de interagir com mais de nossas três dimensões espaciais e uma de tempo. (Todas as informações resumidas de Brian Greene “s Fabric of the Cosmos
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Eu acredito que parte do problema é não ter uma definição clara de “vácuo”.
Posso pensar em pelo menos três tipos de vácuo. 1) absoluto 2) convencional & 3)” vácuo prático “. O vácuo prático é o tipo que você encontra em um” laboratório “. O vácuo convencional é aquele definido como” ausência de matéria. “O vácuo absoluto não existe, a não ser” teoricamente “. Usando as definições práticas e convencionais para vácuo, a resposta à pergunta é sim , a gravidade existe nesses tipos de vácuo. Para a definição absoluta, a resposta é não , porque nada existe (nem mesmo campos, fótons, flutuações, grávitons, etc.).
Resposta
Sim, a gravidade existe no vácuo. Um vácuo não precisa ser completamente desprovido de matéria, ele só precisa ter uma pressão mais baixa do que a área ao seu redor.
Considere a seringa acima. Se eu colocasse meu dedo sobre a extremidade e puxasse o êmbolo, um vácuo imperfeito seria criado. Se houvesse uma massa sólida na cavidade da seringa, ela ainda obedeceria à gravidade.