Eleve tisztáznunk kell valamit a félreértések elkerülése végett. Az alábbi
értekezés nem semmit fog mondani, mert nem akarom elvenni a politikusok
kenyerét, meg aztán ők ebben verhetetlenek, nem versenyezhetek velük. Hanem
a semmi fogalmáról lesz szó, arról, hogy mi is a semmi.
Könnyű azt mondani, hogy a semmi az, ami nincs, de annyi minden van, ami lehet, hogy
nincs, ezért el kell gondolkozni a semmin.
A számok talán segítenek, válasszuk a természetes számok halmazát, ebben a semmi lehetne a nulla, a zérus. Macerás egy dolog: ha hozzáadom eg számhoz vagy ha
kivonom egy számból, az a szám nem változik. Ez lehetne az összeadás és a
kivonás szemszögéből a semmi (a semleges elem).
A szorzás, osztás szempontjából már egészen más a helyzet, egy szám nullával való szorzásának az eredménye nulla, míg az osztás nullával nehezen értelmezhető.
Ha a számok közül kizárjuk zérót, akkor a semmi lehetne az 1, hiszen az 1-gyel való szorzás, osztás nem változtatja meg a választott számot, ahogy az előző
esetben a zéró sem tette.
A semmi tehát attól is függ, hogy milyen művelet kapcsán kerül elő – vagyis, mondhatnánk, relatív. Azt az olvasót, akit ez a probléma érdekel, a
csoportelmélethez irányítanám. Mivel a felvetett kérdést a számok még elvben
sem oldották meg, kénytelenek vagyunk a kísérlethez fordulni.
A légüres teret, ami magyarul nem teljesen fedi a vákuum fogalmát, sokszor tekintjük semminek. Ha egy edényből mindent kitakarítunk, akkor abban nem marad semmi, vagyis csak a semmi marad. A kérdés csak az, hogy végrehajtható egy ilyen művelet? Legfeljebb elméletben, gyakorlatilag csak megközelítően. A gyakorlatban nincsen olyan technológia amelyik megtehetné, hogy egy edényben egyetlen gázmolekula se maradjon, de ha sikerülne is nekünk ez a művelet, az edényben maradhat sok más is. valami.
Ki kell ábrándítanom az olvasót, maradhat és maradni is fog valami más. Az ok az, hogy a gravitációs erőtér mindenütt jelen van, a tömegvonzást nem lehet elszigetelni. Ez indította a fizikusokat arra, hogy a gravitációt a térrel magyarázzák, illetve fordítva, a teret a gravitációhoz kössék. Persze más érveink is vannak; kísérleti tény, hogy a testek a fény útját elgörbítik, az egyenesből görbét „csinálnak”, sőt a gravitáció magyarázható a tér görbületével is… de ez itt már messzire vezetne.
Más jelenség is utal arra, hogy a vákuum nem üres. A párképződés elég régen ismert jelenség, Egy kellően nagy energiájú foton, egy atommag közelében átváltozik elektron- pozitron párrá. Ezt a jelenséget P.A.M Dirac az egyenletéből kiindulva magyarázta meg. Ennek alapján vákuum nem üres, hanem alapállapotban (legalacsonyabb energiaállapot) lévő (legalacsonyabb energiaállapot) elektronok töltik ki (elektron-tenger), amelyeket nem észlelünk. Amikor egy nagyenergiájú foton ütközik egy elektronnal, az kimozdítja azt alapállapotából: „láthatóvá” válik; de megmarad a hiánya is: a lyuk, amely pozitív elektronként viselkedik, ez lesz az ellenelektron (antielektron), amit pozitronnak is nevezünk. A pozitront C. D. Anderson fedezte fel a kozmikus sugarakban egy mágnesen mezőbe helyezett ködkamrában, ahol az elektron és a pozitron a töltésük miatt ellenkező irányba térítődtek el. Az elképzelés neve a „a párképződés és lyukelméletet”, de semmi köze ahhoz, amire most gondolnak. Mi így tanultuk ezt egyetemista korunkban, a hatvanas évek második felében.
Ma is hasonló a magyarázata, de egy kicsit árnyaltabb, a kvantummezők (kvantumerőterek) fogalmának megjelenésével. A mai fizikai kép szerint a vákuumot nem apró alkotóelemekből (részecskékből) álló közegként írjuk le, hanem: kvantummezők összessége tölti ki a teret, ezek a mezők alapállapotban vannak, de az energiájuk nem feltétlenül nulla. A mezők fluktuációi fizikai hatásokat okozhatnak, részecskepárok megjelenését, illetve eltűnését.
A világegyetem nagy részét kitöltő vákuum kapcsolatban állhat a sötét energiával is, amely a tér gyorsuló tágulását okozza. Ennek pontos természete azonban még nem ismert. A sötét energia a modern kozmológia egyik legnagyobb nyitott kérdése.
Összefoglalva: a mai fizika szerint a vákuum nem „semmi”, hanem a tér kvantummezőinek legalacsonyabb energiájú állapota, amelynek önmagában is vannak mérhető tulajdonságai, fluktuációi pedig elvezethetnek részecskék megjelenéséhez.
Halkan mondom – nemcsak én, de előttem mások is mondták például
Guido Tonelli –, hogy a vákuum maga az anyag, ami számomra egy kicsit
„meredeknek” tűnik, de nem lehetetlennek. Létrejöhetnek spontán módon
részecskepárok, amelyek eltűnhetnek, de kölcsönhatásba is léphetnek más
részecskékkel is, az általunk ismert anyagok építőköveit alkotva. Sok itt még a
nyitott kérdés.
Egy biztos, a vákuum nem semmi: üres, semmit sem tartalmazó tér nincs.
Ahogy az induláskor is ráéreztünk, semmi az, ami nincs, de egyet és mást
azért megtudtunk róla…
