Вакуумът и неговата енергия
Във вакуума, съдържащ се в обема на обикновена електрическа крушка, има толкова голямо количество енергия, че би било достатъчно да заври всички океани на Земята. Р.Фейнман, Дж.Уилър
Основният смисъл на най-новите открития в света е следният: физическият вакуум доминира във Вселената, по енергийна плътност той превъзхожда всички обикновени форми на материята, взети заедно. Въпреки че вакуумът най-често се нарича космически, той присъства навсякъде, прониквайки през цялото пространство и материя. Физическият вакуум е най-енергоемкият, в истинския смисъл на думата, неизчерпаем източник на жизнена, екологично чиста енергия. Физическият вакуум е единно енергийно-информационно поле на Вселената.
В момента във физиката се формира принципно ново направление на научните изследвания, свързано с изучаването на свойствата и възможностите на физическия вакуум. Това научно направление става доминиращо и в приложен аспект може да доведе до пробивни технологии в областта на енергетиката, електрониката и екологията.
За да разберем ролята и мястото на вакуума в настоящата картина на света, нека се опитаме да оценим как вакуумната материя и материята корелират в нашия свят.
В това отношение са интересни разсъжденията на Я. Б. Зелдович: „Вселената е огромна. Разстоянието от Земята до Слънцето е 150 милиона километра. Разстоянието от Слънчевата система до центъра на Галактиката е 2 милиарда пъти по-голямо от разстоянието от Земята до Слънцето. На свой ред размерът на наблюдаваната Вселена е милион пъти по-голям от разстоянието от Слънцето до нашата Галактика. И цялото това огромно пространство е изпълнено с невъобразимо голямо количество материя.
Масата на Земята е повече от 5,97 X 10 на 27-ма степен на грам. Това е толкова голяма стойност, че е трудно дори да я разберем.
Масата на Слънцето е 333 хиляди пъти по-голяма. Само внаблюдаема област на Вселената, общата маса е около 10 на 22-ра степен от масите на Слънцето. Цялата безгранична необятност на космоса и приказното количество материя в него са удивителни."
От друга страна, атом, който е част от твърдо тяло, е многократно по-малък от всеки познат ни обект, но многократно по-голям от двора, разположен в центъра на атома. Почти цялата материя на атома е концентрирана в ядрото. Ако един атом се увеличи така, че ядрото да стане с размерите на маково семе, тогава размерът на атома ще се увеличи до няколко десетки метра. На разстояние десетки метри от ядрото ще има многократно увеличени електрони, които все още са трудни за виждане с окото поради тяхната малка площ. И между електроните и ядрото ще има огромно пространство, незапълнено с материя. Но това не е празно пространство, а специален вид материя, която физиците нарекоха физически вакуум.
Самото понятие "физически вакуум" се появи в науката в резултат на осъзнаването, че вакуумът не е празнота, не е "нищо". Това е изключително съществено "нещо", което генерира всичко в света и задава свойствата на субстанцията, от която е изграден околният свят.
Оказва се, че дори вътре в солиден и масивен обект вакуумът заема неизмеримо по-голямо пространство от материята. Така стигаме до извода, че материята е най-рядкото изключение в огромното пространство, изпълнено с вакуумно вещество. В газова среда тази асиметрия е още по-силно изразена, да не говорим за космоса, където наличието на материя е по-скоро изключение, отколкото правило. Може да се види колко невероятно огромно е количеството вакуумна материя във Вселената в сравнение дори с баснословно голямото количество материя в нея. В момента учените вече знаят това вещество по своя произходсе дължи на материалната субстанция на вакуума, а всички свойства на субстанцията се дават от свойствата на физическия вакуум.
Науката навлиза все по-дълбоко в същността на вакуума. Разкрива се фундаменталната роля на вакуума във формирането на законите на материалния свят. Вече не е изненадващо, че някои учени твърдят, че „всичко е от вакуум и всичко около нас е вакуум“.
Физиката, след като направи пробив в описанието на същността на вакуума, постави условията за практическото му използване при решаването на много проблеми, включително проблеми на енергията и екологията.
Според изчисленията на нобеловия лауреат Р. Файнман и Дж. Уилър енергийният потенциал на вакуума е толкова огромен, че "във вакуума, съдържащ се в обема на обикновена електрическа крушка, има такова количество енергия, че би било достатъчно, за да заври всички океани на Земята." Въпреки това досега традиционната схема за получаване на енергия от материята остава не само доминираща, но дори се смята за единствено възможна. Под околната среда те все още упорито продължават да разбират веществото, което е толкова малко, забравяйки за вакуума, който е толкова много. Именно този стар "материален" подход е довел до факта, че човечеството, буквално окъпано в енергия, изпитва енергиен глад.
Новият, "вакуумен" подход изхожда от факта, че околното пространство - физическият вакуум - е неразделна част от системата за преобразуване на енергията. В същото време възможността за получаване на вакуумна енергия намира естествено обяснение, без да се отклонява от физичните закони. Открива се път за създаване на електроцентрали със свръхенергиен баланс, при който получената енергия надвишава енергията, изразходвана от първичния енергиен източник. Енергийните централи с излишен енергиен баланс ще могат да отворят достъп до огромната вакуумна енергия, съхранявана отПриродата.
В заключение към казаното следва да се добави, че астрономите са изчислили и теоретично доказали съществуването на енергия във вакуума на Вселената. Според техните изчисления само 2-3% от тази енергия се изразходва за създаването на видимия свят (галактики, звезди и планети), а останалата част от енергията е във Физическия вакуум. В една от книгите Дж. Уилър дава оценка на долната граница на тази безкрайна енергия, която се оказва 1095 g/cm3. Ето защо не е изненадващо, че вакуумът е основният източник на всички съществуващи видове енергия и най-правилно е енергията да се получава директно от вакуума.
В най-общия си вид енергията на вакуума се изчислява по добре известната формула E = mcc. И неговото физическо значение е точно същото като това на формулата за изчисляване на топлината на изпарение или кондензация: за да се получи материя от вакуум в количество m, е необходимо да се изразходва енергия E. И плътността на вакуумната енергия се изчислява като E / V = cccc / (8 pi G rr), където c е скоростта на светлината, pi = 3,14, G е гравитационната константа, r е минималният възможен радиус на черна дупка без отчитайки процеса на неговото квантово изпарение. Ако r е радиусът на електрона, тогава E/V = 2,45x10 (72) j/cu. Метър, ако r е дължината на Планк, тогава E / V = 1,2x10 (112) j / cu. Метър. И тази енергия участва в почти всеки процес. Но тя се маскира като това, което днес се нарича кинетична енергия. Всъщност няма кинетична енергия. Когато хвърлим камък, ние деформираме вакуумната структура чрез ускореното движение на нейното гравитационно поле, извършваме работа върху нея и й предаваме нашата мускулна енергия. И когато камъкът се сблъска с препятствие, вакуумът вече работи върху него и отдава енергията, която е получил малко по-рано на етапа на ускорение.