什么是負能量(Negative Energy)？

雖然很多人都知道"負能量"是指一個人釋放出的負氣、負光環或其他有害能量，但這個詞也有一個科學的定義。根據海森堡不確定原理，負能量與存在于任何能量或磁場中的能量的固有波動有關"奇異物質"的形式是一種高度不可預測...

雖然很多人都知道"負能量"是指一個人釋放出的負氣、負光環或其他有害能量，但這個詞也有一個科學的定義。根據海森堡不確定原理，負能量與存在于任何能量或磁場中的能量的固有波動有關"奇異物質"的形式是一種高度不可預測的力量，已經被證明存在于零能量場中。雖然很難確定，但這種類型的能量被推測存在于黑洞的邊緣，并被斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）引用為時間旅行的必要先決條件負能量被認為存在于黑洞的邊緣，負能量的概念是由英國物理學家提出的1928年，保羅·阿德里安·莫里斯·狄拉克，作為狄拉克方程的一個組成部分。這個方程的設計符合狹義相對論的標準。在這個方程中，狄拉克描述了正能量的量子態是如何被負能量抵消的。一般來說，這兩種能量會相互平衡。因此，一個能量的負形式通常不是一種可觀察的現象，但是在純真空的情況下，真空中所有原子的負能量狀態都會被表示出來，而沒有正能量狀態會被表示出來。這個概念被稱為狄拉克海

Stephen Hawking聲稱時間旅行需要負能量。理論上，如果雜散的伽馬射線與處于負能量狀態的電子相撞，狄拉克海中會形成一個空洞，在狄拉克海中，這樣一個空穴的行為將與原來帶負電的電子相反。新的帶正電的電子將是反物質的一個例子。因此，不應將反物質與負能量狀態混淆1948年，荷蘭物理學家Hendrick Casimir預言真空中兩個不帶電的平行平板之間可能存在一個小的引力，如果兩個板塊彼此靠得非常近，負能量是由于兩個板塊之間的電磁波的數量少于周圍空間的電磁波數量而產生的，本質上，當空間某一區域內粒子的波長小于通常可以測量的波長時，就會出現負能量狀態卡西米爾的預言在兩個獨立的實驗中被觀察到。第一個實驗發生在1958年，由M.J.Sparnay監督。它產生的結果與Casimir的理論相一致。第二個實驗由Steve K.Lamoreaux主持，是在1997年進行的拉莫雷并沒有在實驗中使用兩塊板，而是將一塊板與另一塊幾乎是精確球體一部分的板塊配對，這一實驗也證實了卡西米爾的預測。雖然負能量狀態可能無法觀測到，但它們在理論上和實驗上都得到了證實。

發表于 2020-08-17 19:27
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分類：科學教育

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