Космические пустоты, или войды, которые кажутся абсолютно пустыми регионами пространства, на самом деле наполнены фундаментальной реальностью — квантовыми полями. Согласно квантовой теории поля, все частицы, включая электроны и тёмную материю, являются лишь видимыми проявлениями этих полей, которые пронизывают каждый кубический сантиметр Вселенной. Даже если удалить все частицы, сами поля останутся, доказывая, что абсолютно пустого пространства не существует в принципе.
Эти квантовые поля содержат энергию благодаря принципу неопределённости Гейзенберга, что создаёт явление, известное как тёмная энергия. Согласно соотношению неопределённости «энергия-время», энергия системы не может быть точно нулевой в течение произвольно малого промежутка времени. Это разрешает кратковременные флуктуации, проявляющиеся как рождение и аннигиляция виртуальных частиц-античастиц. Эти квантовые флуктуации придают вакууму ненулевую энергию нулевых колебаний, что подтверждается, например, эффектом Казимира. Именно эта энергия вакуума и ответственна за ускоренное расширение нашей Вселенной, хотя её количество в большинстве областей космоса, включая Землю, галактики и скопления галактик, практически незаметно и не влияет на привычные физические процессы.
Однако космические пустоты представляют собой исключение — это огромные регионы, где материя почти полностью отсутствует. Здесь вакуум пространства-времени становится доминирующей силой, и тёмная энергия проявляет себя в полной мере. Если бы мы оказались в центре такой пустоты, мы были бы окружены тёмной энергией, поскольку именно в войдах происходит основная работа по ускоренному расширению Вселенной. Обнаружить и изучить эти почти лишённые видимой материи регионы астрономам помогают косвенные методы. К ним относятся картографирование крупномасштабной структуры Вселенной по красным смещениям галактик для выявления обширных областей с крайне низкой плотностью, анализ слабого гравитационного линзирования, которое выявляет искажения света из-за меньшей гравитации пустот, а также наблюдение эффекта Сюняева — Зельдовича в реликтовом излучении, регистрирующее энергетический сдвиг фотонов при прохождении через разреженный газ войдов.
Пустоты активно растут под действием тёмной энергии, которая расталкивает пространство и оказывает давление на окружающую космическую паутину — сложную сеть галактик и скоплений. Этот процесс, растянутый на миллиарды лет, постепенно разрушает крупномасштабную структуру Вселенной: галактические нити будут медленно расходиться, а сама космическая паутина со временем исчезнет.
Таким образом, космические пустоты далеки от пустоты — они наполнены энергией квантовых полей, которая определяет судьбу всего космоса. Их расширение демонстрирует глубокое влияние того, что скрывается в кажущемся ничто. Где бы мы ни находились во Вселенной, мы никогда не будем truly одиноки, поскольку квантовые поля и тёмная энергия присутствуют везде, делая даже самую глубокую пустоту динамичным и ключевым регионом для понимания эволюции мироздания.
Источник: Cosmic voids look empty but they may be tearing the universe apart