截至目前,零点能只获得初步的验证:在实验中两片金属通过零点能的力量结合在一起,微微发热。虽然这和推动太空船的动力相差了十万八千里,但至少证明了利用零点能的构想是可行的。此外,科学家认为物理学定律中的惯性、电子绕原子核运动的动力,可能也是由量子振动而来。若能想出办法克服惯性的作用,通过原子的运动汲取能量,太空旅行将不再是梦想。科学家乐观地相信,若假设正确,则5年内就可以制造出新型火箭与人造卫星,未来更有无尽的发展可能性。
真空零点能(Zero point energy)
量子理论预示,真空中蕴藏着巨大的本底能量, 它在绝对零度条件下仍然存在, 称为真空零点能。对卡西米尔(Casimir)力(一种由于真空零点电磁涨落产生的作用力)的精确测量,证实了这一物理现象。
现代科学认为真空并不意味着一无所有,真空是由正电子和负电子旋转波包组成的系统,这种过程的动态能量可以作为工业能源、未来星际航行能源以及家庭生活等诸多领域的能源。量子真空是一个非常活跃的空间,它充满时隐时现的粒子和在零点线值上涨落的能量场。而与这种现象伴生的能量,被称为零点能,也就是说,即使在绝对零度,这种真空活性仍然保持着。早在1891年,科学家忒斯拉(Nikola Tesla)在一次演讲中就提到:几个世纪之后,也许我们可以从宇宙中的任意一点提取能量来驱动我们的机械。用今天的科学语言解释,这种能源就是真空零点能,或称空间能、自由能等。
关于零点能的设想来自量子力学的一个著名概念:海森堡测不准原理。该原理指出:不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和动量。因此,当温度降到绝对零度时粒子必定仍然在振动;否则,如果粒子完全停下来,那它的动量和位置就可以同时精确的测知,而这是违反测不准原理的。这种粒子在绝对零度时的振动(零点振动)所具有的能量就是零点能。狄拉克从量子场论对真空态进行了生动的描述,把真空比喻为起伏不定的能量之海。J. Wheeler估算出真空的能量密度可高达1095 g/cm^3。
1948年,荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔提出了一项检测这种能量存在的方案。从理论上看,真空能量以粒子的形态出现,并不断以微小的规模形成和消失。在正常情况下。真空中充满着几乎各种波长的粒子,但卡西米尔认为,如果使两个不带电的金属薄盘紧紧靠在一起,较长的波长就会被排除出去。接着,金属盘外的其他波就会产生一种往往使它们相互聚拢的力,金属盘越靠近,两者之间的吸引力就越强。1996 年,物理学家首次对这种所谓的卡西米尔效应进行了测定。华盛顿大学Lamoreaux在他的学生Dev Sen协助下,对卡西米尔效应进行了精确的测量,该测量结果与卡西米尔对这一特殊板间距及几何构形所预测的力相差不超过5%。Lamoreaux在他的实验中,采用镀金石英表面作为他的金属板。另外一块板固定在一个灵敏扭摆的端部。如果该板向着另外一块板移动,则摆就会发生扭转。一台激光器可以以0.01微米的精度测量扭摆的扭转。向一组压电组件施加的一股电流使卡西米尔板移动;而另一电子反馈系统则抵消这一移动,使扭摆保持静止。零点能效应就表现为保持摆的位置所需的电流量的变化。Mohideen等人在加州理工学院作的实验中,在0.1到0.9μm的范围内,用原子力显微镜对卡西米尔力进行的测量结果,与理论值相差不到1%。
如果零点能可以提取,无疑将是人类所能够利用的最佳能源了。它是洁净,廉价的能源,是大自然给予人类的“免费的午餐”。宇宙中所有的物质都来源于零点电磁涨落能,我们身上的每一个物质粒子不停地与真空零点能发生能量交换,也就是,没有任何一个物理体系称得上是孤立体系的。根据物理真空的性质,我们可以从空间任何一点提取零点能,并转换成我们所需要的能量形式。原子中电子绕核转;太阳系中,行星绕太阳转,几十亿年永不停息;超导和超流现象,这些都是大自然给我们的关于能源的启示。
零点能”就是物质在绝对温度为零度下在真空中产生的能量。为什么在真空中会存在“零点能”呢?著名物理学家海森伯提出了“测不准原理”,认为“不可能同时知道同一粒子的位置和动量”。科学家们认为,即使在粒子不再有任何热运动的时候,它们仍会继续抖动,能量的情形也是如此。这就意味着即使是在真空中,能量会继续存在,而且由于能量和质量是等效的,真空能量导致粒子一会儿存在、一会儿消失,能量也就在这种被科学家称为“起伏”的状态中诞生。
从理论上讲,任何体积的真空都可能包含着无数的“起伏”,因而也就含有无数的能量。
早在1948年,荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔就曾设计出探测“零点能”的方法。
1998年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和奥斯汀高能物理研究所的科学家们,用原子显微镜测出了“零点能”。科学家们宣称,宇宙空间是广袤无垠而又高度真空的,真空“起伏”蕴含着巨大能量。
也许,在21世纪,科学家将会给人类带来一个惊喜,宇宙空间将成为人类新的“能源基地”。可以说,宇宙将成为人类的“新油田”,会有无数的“钻井平台”漂浮在宇宙中,“钻取”真空中这种取之不尽的“零点能”,为人类未来生存和可持续发展提供新动力。
近日有外媒报道美国NASA正在太空测试一种驱动引擎,这种推进器迥异于现有的驱动装置,不需向后喷射任何物质,就可以驱动飞船前进,被认为违反了动量守恒定律,乘坐这种飞船,几分钟就可以飞出太阳系。
但没有人知道背后的科学原理,国际上的主流猜测是和真空中的量子涨落有关,可能是科学家使用了神秘的真空零点能。这跟不久前发现的 一种神秘金属有着密切的关联。它在强磁场中有显著的量子特性,呈现出一些超导体特质。
著名物理学家约翰·惠勒曾说,我们,我们的身体,我们周围的一切,整个宇宙的可见物质,再加上不可见的暗物质、暗能量,所有的一切加起来,都不及你指甲盖大小空间里真空零点能的零头!
我们知道,人类目前 探索 太空使用的是传统的化学火箭,它的推动力很弱,我们最快的一个载具旅行者号花了20年才飞离太阳系,要从太阳系到最近的一个恒星比邻星有4.3光年,要好几万年才能到达。
所以以我们现在的推进技术和能源技术,基本上是不能够用来做外太空探测的,而美国最神秘的三大实验室之一--塞迪亚实验室,
从1947年开始研究零点能,直到近日终于成功突破传统发动机的系统,它就是我今天要讲的零点能。
《自然》杂志网络版报道过:大多数人认为,真空是空荡荡的,实际上,真空中到处充满着被称作"零点能"的电磁能,"零点能"中的"零"指的是,如果把宇宙温度降至绝对零度(宇宙可能的最低能态),部分能量就可能保留下来。
所谓零点能,是指量子在绝对温度的零点下仍会保持震动的能量,这个振动幅度会随着温度增加而加大。而在我们所认为的真空中,其实仍有许多振动中的粒子,不断产生能量 。不过多数物理学家对究竟有多少能量仍存在分歧,但物理学家麦克莱已经计算出,大小相当于一个质子的真空区所含的能量 可能与整个宇宙中所有物质所含的能量一样多。
1994年开始,美国科学家就在一直研究用这个东西来发展一套系统,到目前为止已经取得重大突破。新能源发动机使用的2种神秘材料叫铋Bi和镱Yb。铋是逆磁性最强的金属,在磁场作用下电阻增大而导热率下降。铋也是导热率最低的金属,它第一个特性,类似水结冰的时候体积就会膨胀,有热缩冷胀的特性。铋还有另一个特性,它在磁场很强的地方会跟流体一样,不会进到磁场或被磁场吸收,它会躲过这个磁场,跟气流一样绕过去,所以它在超导里面,也是一个很重要的元素。
镱是稳定性最强的金属,镱有一个神奇的特性,即使在高频下工作,也能记忆存储和保护脆弱的量子信息,这种元素在我国内蒙戈壁九眼石“镱玺”中被发现,科学家检测出“镱玺”的磁场比水晶强3倍,是目前发现的宇宙磁场最强的稀有元素,之前人们仅把镱玺作为非常珍贵的珠宝奇石收藏。
但近几年随着我国航天技术的崛起,越来越多的中国科学家把目光投向了 被 科学界称为“圣杯”“临界点”的镱元素。
美国塞迪亚实验室目前就根据这些稀有元素研究零点能量,发展太空的推进系统技术,从一个空间直接可以进到另外一个空间去,例如我们现在到比邻星需要4.3光年。
而使用新的推进系统只要两个礼拜就到了,而离开太阳系也只需几分钟,远远超过光速,不像旅行者号快20年才到了太阳系的边缘。
这是NASA制造的enterprise IXS,样子像仿造star trek里面的新企业号,注意到它有两个环,作用类似于海上冲浪的滑板,利用海水产生波浪来推动前行,新企业号就是利用这个原理在宇宙里透过零点能来产生一种波浪,再利用两个环来调整控制方向。
这个叫做WRAP的太空船,就是把整个太空船用环包裹在里面,利用零点能产生它所要的速度,这个速度能量非常大,甚至超过光速,
所以说,如果真的有UFO可以在宇宙中跑来跑去,不是说它的速度有多快,而是说它可以在宇宙中创造一种能量场,就像波浪一样,让它能顺浪而行。
塞迪亚实验室利用零点能推动宇宙飞船引擎的实验一旦成功,人类就可以在太空中自由来回,而且不需要任何燃料,飞行数百年也没有问题。
截至目前,零点能已经得到初步的验证,虽然这和作为太空船的动力还有距离,但却能证明利用零点能的构想是可行的。
科学家乐观地相信,若假设正确,则5年内就可以制造出新型火箭与人造卫星,未来更有无尽发展的可能性。
若要通俗解释〝零点能〞,就是利用宇宙中粒子运动所产生的能量,如能将这些能量转换为可供人类使用的动力,那就等于为人类开启了一座永不枯竭的能源宝藏。