Но в современной физике «власть над миром» вместе с теорией относительности делит квантовая механика. Она же, со своей стороны, обнаружила в пространстве Эйнштейна весьма специфическую среду с необычными свойствами, которую назвала физическим вакуумом.
В 1930 году английский физик Поль Дирак (позднее — лауреат Нобелевской премии) теоретически обнаружил рождение в вакууме электрона и антиэлектрона (позитрона). Сегодня уже экспериментально доказано, что у каждой элементарной частицы существует античастица.
До открытия Дирака считалось, что вакуум есть чистое «ничто», пустое пространство- время, которое ни при каких обстоятельствах не способно измениться, оставаясь всегда все тем же «ничем». Теория Дирака открыла путь к преобразованиям вакуума, в которых прежнее «ничто» обращается во множество пар частица-античастица.
Если внимательно и через большое увеличительное стекло присмотреться к каждой точке вакуума, то можно увидеть бесконечные процессы рождения и уничтожения частиц и античастиц, называемых виртуальными. В переводе — возможными. Но эти «возможные» частицы в вакууме воздействуют вполне реально на реальные частицы, что подтверждается экспериментально. Так что же это такое — виртуальные частицы?
Дело в том, что частицы, рождаясь из вакуума, живут очень не долго и исчезают. Однако получается, что частицы, рождаясь из «ничего» и приобретая при этом массу и энергию, нарушают тем самым неумолимый закон сохранения массы и энергии. Оказывается, тут вся суть в том «сроке жизни», который отпущен частицам; он настолько краток, что «нарушение» закона можно лишь вычислить теоретически, но экспериментально его наблюдать нельзя. Родилась частица из «ничего» и тут же умерла. Например, время «жизни» мгновенного электрона примерно 10–21 секунды, а мгновенного нейтрона 10–24 секунды. Обычный же свободный нейтрон живет минуты, а в составе атомного ядра даже неопределенно долго, как и электрон, если его не трогать.
Так что вакуум как бы живет, флуктуирует, хотя в среднем он нейтрален — у него нет ни массы, ни заряда.
Как считает Г. И. Шипов:
«У вакуума двоякая природа: с одной стороны, он — план- матрица, однако, с другой, он — живой. И энергия его колебаний бесконечна».
Экспериментально доказано влияние вакуума на состояние энергетических уровней атома водорода. А это говорит о том, что каждый атом, из которых мы состоим, питается энергией вакуума. Эта энергия — неотъемлемое условие нашего существования.
