Wielokrotnie słyszałem podczas wykładów popularnonaukowych, że w całej przestrzeni pojawiają się i niemal natychmiast anihilują pary cząstek wirtualnych. Czy to oznacza, że próżnia, w której powstają cząstki wirtualne, posiada związaną z tym zjawiskiem masę? Nawet jeśli cząstki wirtualne istnieją przez chwilę, to biorąc pod uwagę ich ilość, cała czasoprzestrzeń powinna być wypełniona masą.
Ile wynosi gęstość energii próżni?
Pytanie
Odpowiedź
Na podstawie analizy rozszerzania się Wszechświata stwierdzamy, że próżnia posiada niezerową gęstość energii. Dzieląc tę gęstość energii przez prędkość światła w kwadracie (na podstawie wzoru $E=mc^2$) otrzymujemy gęstość masy próżni wynoszącą około $6 \times 10^{-30}\;{\rm g}/{\rm cm}^3$. Cząstki wirtualne (znane i nieznane) mają wpływ na wartość tej gęstości. Bozony dają wkłady dodatnie, a fermiony – ujemne. Do tych wkładów dodaje się wkład od wartości oczekiwanej pola Higgsa, który jest o 55 rzędów wielkości większy od faktycznie obserwowanej gęstości masy próżni. Nie wiemy dlaczego dodatnie i ujemne wkłady do gęstości masy próżni tak skutecznie się kasują.