宇航员将远离地球的太空描述为虚空和黑暗，这是一种令人震惊的体验。诗人莱纳·玛利亚·里尔克在一首作家德罗尔·伯斯坦通过电子邮件发给我的诗中也这样写道。里尔克从未冒险进入太空（显然），他在一个世纪前写道：“夜晚，在我的注视下战栗，但在你自身之中如此坚定；无穷无尽的创造，超越地球的命运而永存。”
里尔克的诗歌是否有现代科学的解读？
现实是，太空既非空旷也非黑暗。即使在星系之外，宇航员平均每立方米也能找到至少一个质子。此外，还有来自大爆炸遗留下来的一个电子和五亿个光子和中微子。 尽管如此，人们可能天真地想象，这些粒子之间的空间是空无一物的。实际上，古希腊的早期原子论者认为真空实际上是虚无。
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并非如此。宇宙质量预算的绝大部分——大约三分之二——目前与“暗能量”有关，暗能量弥漫在真空中，对物质施加排斥性的引力推力，并加速宇宙的膨胀。最新的测量表明，真空的行为类似于宇宙常数，那是阿尔伯特·爱因斯坦在一个世纪前添加到他的方程中的，当时他考虑了静态宇宙的假设可能性，在这种宇宙中，物质的吸引力与真空的排斥力相平衡。
我们实际的宇宙不仅在膨胀，而且膨胀得非常均匀，误差在十万分之一以内，即使对于我们宇宙视界两侧没有时间进行通信的区域也是如此。对此明显谜题的流行解释是宇宙暴胀，这是一个早期阶段，在此期间，真空在有限的时间内触发了加速膨胀，因此最初接近且处于因果接触的区域最终被分隔得如此之远，以至于它们现在位于我们天空的对侧。如果是这样，真空在宇宙历史的开始和结束时都占据主导地位。
如果我们感到需要寻找空虚，我们可以想象在我们宇宙的观测体积之外的一个假设区域，那里的宇宙常数消失且没有物质。这个区域会是空的吗？答案再次是否定的。根据量子力学，它仍然会经历真空涨落，虚粒子会短暂地出现和消失。这些瞬态涨落的真实性已通过多种效应得到实验证实。例如，当两块金属板彼此平行放置时，它们限制了它们之间空间中虚拟电磁涨落的波长，从而在它们之间产生力，即所谓的卡西米尔效应。
类似地，氢原子中真空涨落和电子之间的相互作用，在电子的2S1/2和2P1/2状态之间产生能量差，并产生它们能级之间的兰姆位移。此外，足够强的电场可以加速来自真空的虚电子和正电子，使它们物化成真实粒子，并产生施温格效应，即对产生。与此类似，黑洞事件视界的强大引力会从真空中产生热辐射，并导致这种纯粹时空结构的霍金蒸发。
事实上，热辐射不仅在黑洞中，而且在所有具有因果视界的系统中都会从真空中迸发出来。例如，一个加速探测器具有一个林德勒视界，它从中探测到热辐射浴，从而提供了昂鲁效应。类似地，指数加速宇宙的视界表现出德西特温度。在加速宇宙暴胀期间，相关的真空涨落被产生，并可能播种了当今星系和星系团的结构。如果这种情况发生了，我们的存在要归功于早期的量子涨落。真空孕育了生命。
但是我们可以考虑更根本的问题。既然原子论者是错误的，而且空虚无处可寻，那么在大爆炸之前有什么呢？我们的宇宙是从真空涨落中产生的吗？这些问题只能在量子引力的预测理论框架内回答，量子引力结合了量子力学和引力，而我们目前还没有这种理论。 在它被发展出来之前，我们将无法弄清我们的宇宙根源。
正如在施温格效应中那样，可以想象，对真空的剧烈扰动可能会创造出一个婴儿宇宙。这是否可能取决于微妙的细节，并且是活跃研究的主题，我最近与哈佛大学黑洞倡议组织的博士后研究员保罗·切斯勒一起研究了它，将其视为坍缩为黑洞的时间逆转。
人工诞生通道可能对我们自身的宇宙起源具有有趣的意义。如果我们的宇宙是在另一个文明的实验室中创造出来的，人们可以想象一个由婴儿宇宙组成的无限序列，这些宇宙是由那些开发出能够孕育新宇宙的技术子宫的文明相互诞生的。在这种情况下，我们大爆炸的脐带起源于一个实验室。
宇宙是实验主义者可能希望从真空中获得的 greatest 礼物。在内部，这份礼物可能包含早期原子论者，他们认为真空是空的，然后是最终从中创造新宇宙的科学家。这将是对里尔克这句话多么壮观的解读：“无穷无尽的创造，超越地球的命运而永存。”