宇宙は空っぽなのか？

私たちが宇宙を想像するとき鮮やかな天体、恒星の光を浴び輝く惑星たち
煌びやかな宇宙空間を想像しちゃいますよね？
と同時に宇宙は「真空」だと想像しませんでしたか？
地球上にいる私たちとは違い、ISSで活動するクルーにとって
宇宙空間では生命に関わる酸素や水分はとても貴重なものとなります。
そしてEVAを行うクルーはEMU（生命維持装置）が取り付けられた宇宙服を着用し
命を守りながら任務を遂行します。

もし、人間が地球を脱出し宇宙空間に飛び出したとしたら？
宇宙の驚異に感激したのも束の間、あっという間に苦の空間に
なる事は間違いない・・・。
人間にとっては苦の場所でも、実際に宇宙は存在している。
私たちの宇宙空間には一体何が存在しているのだろうか？

皆さんは、もし子供たちに温度って何？とたずねられたらどう説明しますか？
たぶん熱い、冷たい、ぬるい、など物体の温度の事や気温、体温の事を話しませんか？
私は平熱が高いので37.2℃ほどあります。今夏は日本でも41.0℃以上の最高気温に
達しましたね。他にも水は液体から摂氏0度で氷という風に固体に変化します。
私たちにとって「温度」とは目で見える変化、触ったりした感覚による変化の
事をいいますが、自然科学やミクロの世界で「温度」とは目に見えない
原子や分子の運動レベルを表したものです。
物理の世界ではその温度の事を「絶対温度」と言います。

絶対温度

ケルビン温度ともいいますが、文字のまま”絶対的な”温度を意味します。
前述したように、ミクロの世界ではこの宇宙は原子や分子で溢れています。
その原子や分子の運動の振る舞いの状態を表しています。
運動の状態が活発で激しいと温度は高くなり、状態が低下し自由に動きまわれず
振動状態になればなるほど温度は低くなります。
そして、その温度の下限は絶対０度といわれています。分かりやすく言い換えると
摂氏だとマイナス273.15度＝0ケルビン(0Kゼロケルビン)となります。

では、次に「真空」とはどういう状態を定義しているのだろうか？
一緒に考えていきましょう！
さて、絶対温度がある様に「絶対真空」があるのだろうか？
あります！！といよりも、体験はできない仮想上にあるというのが
正しい解釈になるかもしれません。
古典力学における真空とは絶対0度において完全停止＝無＝nothingという考えでしたが
量子論における「真空」とは、現代ではどのように考えているのだろうか？

真空とは、物質が全く存在しない空間・・・だと認識している人が
ほとんどだと思いますが、そんな難しい事、分らないからイヤだ！
と思う前に、少しだけ量子の世界に入って、物事を捻くって考えてみましょう！
地球上で自然に真空になれる場所はないので、真空ポンプを使ったと想像しよう。
例えば、透明な頑丈な箱を用意し、このポンプを使ってガンガンに箱の中の
空気を吸ってみようｗ吸って、吸って真空状態になったと想像しよう。
そこに、透明な箱の外から懐中電灯をつけたら、この透明な箱は
懐中電灯の光が通過するだろうか？

さっきまで、真空とは物質も何も存在しない空間と考えていた人も
脳内で上記の実験をしたら、たぶん存在しないだろうと、考えてた皆さんも
透明な箱の中を光は通過するだろう・・・。と思った方もいるのでは？
事実、透明な真空に近い箱の中も光が通過し再度、箱の外へ通過していきました。
本当に「何も存在しない」のであれば、箱の中に光（光子）が存在するはずがない。
一体、どういうことなのだろうか・・・。