Si tengo una caja y la vacío de todo, incluido el gas, ¿quedará algo dentro?

Answer 1

Las partículas virtuales todavía se formarían y se aniquilarían. Los fotones de la radiación del cuerpo negro serían emitidos y absorbidos. Neutrinos, rayos X, materia oscura y partículas de alta energía aún pasarían. La energía oscura (lo que sea que sea) probablemente lo permeará. La gravedad aún doblaría el espacio dentro de ella. Todavía habría espacio y tiempo dentro de la caja.

Pero, ¿qué tipos de partículas o energía podrían considerarse “contenidas” dentro de la caja en lugar de transitar a través de la caja o formarse y aniquilarse (o con la emisión y absorción de fotones)?

Bueno, vas a tener dificultades para formar un vacío perfecto dentro de cualquier caja práctica. Además, cualquier material práctico arrojará algunos átomos de la superficie interna que rebotará en su interior. Los rayos X y otras partículas golpearán algunos átomos y provocarán la emisión de cierto número de partículas alfa, algunas de las cuales podrían encontrarse con electrones libres antes de ser absorbidos o antes de salir de la caja, lo que esencialmente produciría pequeñas cantidades de helio, que aumentará gradualmente en densidad con el tiempo. Los protones libres formados de manera similar también producirán cierto número de átomos de hidrógeno y eventualmente algún número de moléculas de hidrógeno.

Y, por supuesto, hasta que abra la caja, no sabrá si algún gato cuántico fluctuó y luego fue asesinado por una desintegración radiactiva que desencadenó una secuencia de eventos que finalmente liberaron gas de cianuro fluctuado de manera similar.

El último párrafo puede ser una tonta evocación del famoso experimento mental de Schrödinger, pero de hecho la mecánica cuántica permite la posibilidad de que los objetos se formen espontáneamente en el vacío. Desafortunadamente para la descripción, las probabilidades de formación de objetos macroscópicos, particularmente objetos macroscópicos organizados, son absurdamente bajas.

Answer 2

Además de estas respuestas, la caja misma emitirá fotones dentro de la caja en forma de radiación de cuerpo negro.

Todos los objetos por encima del cero absoluto emiten fotones. ¡Seguramente has visto fotos de personas con radiación térmica!

Toda la materia hace esto. Y el pico de frecuencia de la radiación se correlaciona con la temperatura del objeto.

Answer 3

Todavía contendrá mucha energía que no sabemos cómo extraer en este momento. Un vacío no es lo mismo que nada. De hecho, los cálculos de la mecánica cuántica sugieren que el vacío debería tener una densidad de energía absurdamente alta. Parece que hay algo mal con estos cálculos, pero todavía hay buenas razones para pensar que un vacío tiene una densidad de energía sustancial.

Además, parece imposible evitar que campos como los campos gravitacionales, los campos electromagnéticos y los campos de Higgs entren en espacios confinados.

Answer 4

Sí: todos los campos normales y tales que impregnan el espacio en todas partes.