宇航員將遠離地球的太空描述為虛空和黑暗，這是一種令人震驚的體驗。詩人萊納·瑪利亞·里爾克在一首作家德羅爾·伯斯坦透過電子郵件發給我的詩中也這樣寫道。里爾克從未冒險進入太空（顯然），他在一個世紀前寫道：“夜晚，在我的注視下戰慄，但在你自身之中如此堅定；無窮無盡的創造，超越地球的命運而永存。”
里爾克的詩歌是否有現代科學的解讀？
現實是，太空既非空曠也非黑暗。即使在星系之外，宇航員平均每立方米也能找到至少一個質子。此外，還有來自大爆炸遺留下來的一個電子和五億個光子和中微子。 儘管如此，人們可能天真地想象，這些粒子之間的空間是空無一物的。實際上，古希臘的早期原子論者認為真空實際上是虛無。
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並非如此。宇宙質量預算的絕大部分——大約三分之二——目前與“暗能量”有關，暗能量瀰漫在真空中，對物質施加排斥性的引力推力，並加速宇宙的膨脹。最新的測量表明，真空的行為類似於宇宙常數，那是阿爾伯特·愛因斯坦在一個世紀前新增到他的方程中的，當時他考慮了靜態宇宙的假設可能性，在這種宇宙中，物質的吸引力與真空的排斥力相平衡。
我們實際的宇宙不僅在膨脹，而且膨脹得非常均勻，誤差在十萬分之一以內，即使對於我們宇宙視界兩側沒有時間進行通訊的區域也是如此。對此明顯謎題的流行解釋是宇宙暴脹，這是一個早期階段，在此期間，真空在有限的時間內觸發了加速膨脹，因此最初接近且處於因果接觸的區域最終被分隔得如此之遠，以至於它們現在位於我們天空的對側。如果是這樣，真空在宇宙歷史的開始和結束時都佔據主導地位。
如果我們感到需要尋找空虛，我們可以想象在我們宇宙的觀測體積之外的一個假設區域，那裡的宇宙常數消失且沒有物質。這個區域會是空的嗎？答案再次是否定的。根據量子力學，它仍然會經歷真空漲落，虛粒子會短暫地出現和消失。這些瞬態漲落的真實性已透過多種效應得到實驗證實。例如，當兩塊金屬板彼此平行放置時，它們限制了它們之間空間中虛擬電磁漲落的波長，從而在它們之間產生力，即所謂的卡西米爾效應。
類似地，氫原子中真空漲落和電子之間的相互作用，在電子的2S1/2和2P1/2狀態之間產生能量差，併產生它們能級之間的蘭姆位移。此外，足夠強的電場可以加速來自真空的虛電子和正電子，使它們物化成真實粒子，併產生施溫格效應，即對產生。與此類似，黑洞事件視界的強大引力會從真空中產生熱輻射，並導致這種純粹時空結構的霍金蒸發。
事實上，熱輻射不僅在黑洞中，而且在所有具有因果視界的系統中都會從真空中迸發出來。例如，一個加速探測器具有一個林德勒視界，它從中探測到熱輻射浴，從而提供了昂魯效應。類似地，指數加速宇宙的視界表現出德西特溫度。在加速宇宙暴脹期間，相關的真空漲落被產生，並可能播種了當今星系和星系團的結構。如果這種情況發生了，我們的存在要歸功於早期的量子漲落。真空孕育了生命。
但是我們可以考慮更根本的問題。既然原子論者是錯誤的，而且空虛無處可尋，那麼在大爆炸之前有什麼呢？我們的宇宙是從真空漲落中產生的嗎？這些問題只能在量子引力的預測理論框架內回答，量子引力結合了量子力學和引力，而我們目前還沒有這種理論。 在它被髮展出來之前，我們將無法弄清我們的宇宙根源。
正如在施溫格效應中那樣，可以想象，對真空的劇烈擾動可能會創造出一個嬰兒宇宙。這是否可能取決於微妙的細節，並且是活躍研究的主題，我最近與哈佛大學黑洞倡議組織的博士後研究員保羅·切斯勒一起研究了它，將其視為坍縮為黑洞的時間逆轉。
人工誕生通道可能對我們自身的宇宙起源具有有趣的意義。如果我們的宇宙是在另一個文明的實驗室中創造出來的，人們可以想象一個由嬰兒宇宙組成的無限序列，這些宇宙是由那些開發出能夠孕育新宇宙的技術子宮的文明相互誕生的。在這種情況下，我們大爆炸的臍帶起源於一個實驗室。
宇宙是實驗主義者可能希望從真空中獲得的 greatest 禮物。在內部，這份禮物可能包含早期原子論者，他們認為真空是空的，然後是最終從中創造新宇宙的科學家。這將是對里爾克這句話多麼壯觀的解讀：“無窮無盡的創造，超越地球的命運而永存。”