진공상태에서도 에너지생겻다 소멸됫다 하는 이유가 무엇인가요?
물리학에서 실험을 해보면 진공상태에서도 에너지가 생겼다 소멸됬다 하는게 관측이 된다고 합니다.
이게 평균적으로 0이 되기 때문에 에너지보존이 된다고 하던데 이렇게 진공상태에서 에너지나 물질이 생겼다 소멸됬다 하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
물리학에서 실험을 해보면 진공상태에서도 에너지가 생겼다 소멸됬다 하는 이유는 여러 가지가 있습니다. 가장 일반적인 이유는 에너지 보존 법칙입니다. 에너지는 소멸되지 않고 변화만 할 수 있기 때문에 진공 상태에서도 에너지가 생겼다가 소멸되는 것입니다.
또 다른 이유는 양자역학의 원리입니다. 양자역학에서는 에너지가 불확정성을 가지고 있기 때문에 진공 상태에서도 에너지가 생겼다가 소멸되는 것입니다. 이는 에너지가 어떤 형태로 존재하는지에 따라서도 달라질 수 있습니다.
그리고 진공 상태에서도 에너지가 생겼다가 소멸되는 이유는 우주의 구조와 관련이 있습니다. 우리가 알고 있는 바로는 우주의 대부분은 진공 상태이지만 우주의 일부 지역에서는 에너지가 매우 집중되어 있습니다. 이러한 지역에서는 에너지가 생겼다가 소멸되는 것을 관찰할 수 있습니다.
우주의 미시적인 구조와 관련된 이유도 있습니다. 우주의 미시적인 구조는 매우 복잡하고 다양한 형태를 가지고 있기 때문에 진공 상태에서도 에너지가 생겼다가 소멸되는 것을 관찰할 수 있습니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
이러한 현상은 양자역학에서 설명되는 제로포인트 에너지라고 불리는 에너지의 일종입니다. 양자역학에서는 모든 시스템이 최소한의 에너지를 갖는다고 가정합니다. 따라서 어떤 시스템이 진공 상태에서라 하더라도, 양자역학적인 효과로 인해 이 시스템의 최소한의 에너지인 제로포인트 에너지가 존재하게 됩니다.
이러한 제로포인트 에너지는 시스템의 입자들이 서로 상호작용할 때 발생합니다. 양자역학에서는 입자들이 서로 위치와 운동량을 정확하게 동시에 알 수 없기 때문에, 시스템의 에너지는 언제나 일정한 양의 불확정성을 가지게 됩니다. 이러한 불확정성은 진공 상태에서도 마찬가지입니다.