真空はカラじゃない？

質問

真空は空じゃないって聞いたんですが本当ですか？
詳しく教えてください

回答No.7

htms42

文脈にもよります。
スケールにもよります。
実現可能というのはスケールが前提になっています。
巨視的な意味での真空と物質が存在する場としても真空とをごっちゃにするとよくないです。
「宇宙は真空でない」という表現もスケールの混乱があります。

原子、分子がいくつか残っているからまだ完全な真空でないという表現はマクロに見たものです。原子は連続体ではありませんから原子と原子の間には空間があります。その空間が真空です。物質は存在しません。物質が存在するための空間です。高等学校レベルでも使い分けています。気体分子の存在している場としての真空が前提になければ気体を考えることが出来なくなります。何もない空間（＝真空）の中を分子が運動しているというモデルで気体を考えていくのですから。平均自由行程という量は分子が何もない空間を運動して次の分子にぶつかるまでに運動する距離です。
分子と分子の間の空間が広いということがマクロに見た場合の真空度が高いということになります。
真空は「ある」とか「ない」とか言う時には必ず前提になっています。
物質と反物質の対生成の例でも「出来た」、「消えた」という言葉が可能であるためには何もない空間が前提になります。
少なくとも「物質的な存在」に関する限り、真空は何もない空間です。
原子と原子の間の空間です。原子核と電子の間の空間も真空です。
何もない空間に陽子と電子をおいて、力を考えて波動関数を考えていくわけです。

粒子的な物質観と真空の存在はワンセットです。

物質はなくてもエネルギーは常に存在するという意味で言っておられるのでしたら空っぽの真空は存在しないと言うことが出来るかもしれません。でも普通の量子力学では前提にしていませんね。相対論的量子論ということになりそうです。質量とエネルギーの移り変わりは相対論での話ですから。