نظریه سی پی اچ بر اساس تعمیم سرع

امروزه از نگاه فیزیک کوانتومی باید گفت که خلاء در واقع خالی نیست بلکه برعکس مملو از انرژی است اما ببینیم چرا؟ علت صفر نبودن انرژی خلاء به رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ باز می گردد. براساس رابطه عدم قطعیت، مقدار انرژی یک سیستم همواره با گذشت زمان، افت و خیز دارد و بنابراین انرژی سیستم حتی در خلاء نیز نمی تواند مطلقا برابر صفر باشد. به بیان دقیق تر و براساس نظریه میدان کوانتومی می توان گفت که خلاء همواره حاوی میدان هایی است که افت و خیز می کنند.

از این دیدگاه، خلاء را می توان به اقیانوسی تشبیه کرد که برخلاف تصور فیزیک کلاسیک هیچ گاه ساکن نبوده بلکه همیشه مواج و متلاطم است.بر مبنای نظریه میدان کوانتومی، این امواج در واقع انبوه فوتون ها و ذرات دیگری هستند که مستمرا از دل خلاء پدید آمده و لحظه ای بعد محو می شوند. این امواج فوتون ها در تمامی طول موج ها در گستره خلاء حضور دارند و بنابراین خلاء همواره حاوی مقدار مشخصی انرژی است. اما با توجه به آنکه این انرژی در تمامی گستره خلاء کیهانی و در همه جهان بطور یکسان وجود دارد، آیا راهی برای آشکار سازی آن به لحاظ تجربی وجود دارد؟

در سال ۱۹۴۸ یک فیزیکدان هلندی به نام هندریک کازیمیر توانست پاسخی برای این پرسش بیابد. محاسبات کازیمیر نشان می داد چنانچه دو صفحه فلزی بدون بار الکتریکی را در فاصله کمتر از چند میکرون از همدیگر در محیط خلاء قرار دهیم باید به واسطه وجود انبوه فوتون های موجود در خلاء که مستمرا از دو طرف به این صفحات ضربه وارد می کنند، نیروی جاذبه ای مابین این دو صفحه برقرار می شود. در آن زمان خود کازیمیر با انجام آزمایشاتی سعی کردوجود این نیروی جاذبه اسرار آمیز را – که امروه اصطلاحا « اثر کازیمیر » نامیده می شود – در عمل بررسی کند اما آزمایشات او از دقت کافی برخوردار نبودند تا اینکه سرانجام ۱۰ سال بعد، یکی از فیزیکدانان همکار او در آزمایشگاه پژوهشی شرکت فیلیپس بنام مارکوس اسپارنای توانست برای نخستین بار از وجود انرژی خلاء بطور تجربی و عملی پرده بردارد.

This effect, that two mirrors in a vacuum will be attracted to each other, is the Casimir Effect. It was first predicted in 1948 by Dutch physicist Hendrick Casimir. Steve K. Lamoreaux, now at Los Alamos National Laboratory, initially measured the tiny force in 1996.

It is generally true that the amount of energy in a piece of vacuum can be altered by material around it, and the term "Casimir Effect" is also used in this broader context. If the mirrors move rapidly, some of the vacuum waves can become real waves. Julian Schwinger and many others have suggested that this "dynamical Casimir effect" may be responsible for the mysterious phenomenon known as sonoluminescence.

One of the most interesting aspects of vacuum energy (with or without mirrors) is that, calculated in quantum field theory, it is infinite! To some, this finding implies that the vacuum of space could be an enormous source of energy--called "zero point energy."

But the finding also raises a physical problem: there's nothing to stop arbitrarily small waves from fitting between two mirrors, and there is an infinite number of these wavelengths. The mathematical solution is to temporarily do the calculation for a finite number of waves for two different separations of the mirrors, find the associated difference in vacuum energies and then argue that the difference remains finite as one allows the number of wavelengths to go to infinity.

Although this trick works, and gives answers in agreement with experiment, the problem of an infinite vacuum energy is a serious one. Einstein's theory of gravitation implies that this energy must produce an infinite gravitational curvature of spacetime--something we most definitely do not observe. The resolution of this problem is still an open research question.