दैनिक जीवन में, "वैक्यूम" शब्द अक्सर हमारे कानों में दिखाई देता है, जैसे कि हर जगह "वैक्यूम-पैक" भोजन। हालाँकि, जिसे हम "वैक्यूम" कहते हैं, वह एक ऐसी स्थिति से ज्यादा कुछ नहीं है जिसमें हवा निकल गई है। अगर हम पूरी कोशिश भी कर लें तो हो सकता है कि हम हवा को पूरी तरह से न निकाल पाएं और हवा खत्म होने पर भी कांच की बोतल में कई तत्व होते हैं, जैसे प्रकाश, न्यूट्रिनो, कॉस्मिक रेडिएशन आदि।

एक कदम पीछे हटना, भले ही उपरोक्त सभी पदार्थ चले गए हों, क्या बोतल वास्तव में खाली है?

जवाब अभी भी नहीं है। कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप बोतल से पदार्थ को कैसे निकालते हैं, आप कभी भी एक आवश्यक तत्व - स्थान (समय) को हटाने में सक्षम नहीं होंगे। हम बोतल में जगह और समय खाली नहीं कर सकते।

यह एक सच्चाई को प्रकट करता है: एक सच्चा "वैक्यूम" मौजूद नहीं हो सकता है, कम से कम हमारे वर्तमान तकनीकी साधनों के साथ नहीं।

ऐतिहासिक रूप से, "वैक्यूम" पर चर्चा और विवाद कभी नहीं रुके हैं। "वैक्यूम" की अवधारणा सतह पर नीरस लगती है, लेकिन वास्तव में यह रहस्यों में समृद्ध है, और यह इस विशाल विपरीत के कारण ठीक है कि "वैक्यूम" की अवधारणा ने न केवल प्राचीन लोगों को हैरान किया, बल्कि आधुनिक वैज्ञानिकों को भी हैरान कर दिया।

सभ्यता की शुरुआत के बाद से, वैक्यूम के बारे में लगातार चर्चा हुई है: क्या वास्तविकता में वैक्यूम का वास्तव में अस्तित्व होना संभव है?

उदाहरण के लिए, प्राचीन यूनानी दार्शनिक अरस्तू ने एक बार इस विचार को सामने रखा था कि "प्रकृति वैक्यूम से घृणा करती है", जिसके बारे में उनका मानना था कि प्रकृति में इसकी अनुमति नहीं थी। यही कारण है कि जब हम निर्वात बनाने की कोशिश करते हैं, तो प्रकृति हमेशा हमें "निष्फल" करती प्रतीत होती है, ताकि शून्य में हमेशा कुछ न कुछ पदार्थ बना रहे।

हालांकि उस समय बेहद सीमित वैज्ञानिक ज्ञान के कारण खालीपन को लेकर लोगों की समझ मुख्यतः दार्शनिक स्तर पर ही थी, जिसे प्रयोगों के माध्यम से सत्यापित करना कठिन था। यह 17 वीं शताब्दी तक नहीं था कि मनुष्यों ने वास्तव में वैक्यूम के रहस्यों का पता लगाने के लिए वैज्ञानिक प्रयोगों का उपयोग करना शुरू कर दिया था।

17 वीं शताब्दी के मध्य में, इतालवी वैज्ञानिक टोरिसेली ने एक प्रयोग किया।

उसने पारा के साथ लगभग एक मीटर लंबी एक ग्लास ट्यूब भरी, अपनी उंगलियों के साथ एक छोर को सील कर दिया, और इसे पारा से भरे बेसिन में उल्टा रख दिया। उन्होंने पाया कि ग्लास ट्यूब के अंदर पारा स्तंभ की ऊंचाई केवल 24 सेमी थी, जबकि ट्यूब के ऊपरी हिस्से में लगभग 0 सेमी का स्थान किसी भी पारा से मुक्त था और हवा प्रवेश नहीं कर सकती थी, क्योंकि पूरी प्रक्रिया एक सील में की गई थी।

तो, इस 24 सेमी अंतरिक्ष में क्या है? टोरिसेली का तर्क है कि एक "वैक्यूम" है। इस प्रयोग को "टोरिसेली प्रयोग" के रूप में जाना जाता है, और प्रयोगात्मक उपकरण आविष्कार किए गए बैरोमीटर का सबसे पहला प्रोटोटाइप बन गया। समय के साथ, मनुष्यों ने प्रौद्योगिकी में सुधार करना जारी रखा, जिसका समापन पहले वैक्यूम पंप के निर्माण में हुआ।

निम्नलिखित शताब्दियों में, वैक्यूम बनाने के लिए मनुष्य की तकनीक अधिक से अधिक परिपक्व हो गई, और "वैक्यूम" उत्पाद हमारे जीवन में अधिक से अधिक एकीकृत हो गए। वैज्ञानिकों को वैक्यूम में तेजी से दिलचस्पी है: क्या वैक्यूम वास्तव में "कुछ भी नहीं" है? यदि नहीं, तो और क्या है?

स्थूल जगत में, हम जो निर्वात देखते हैं वह वस्तुतः खाली प्रतीत होता है। लेकिन अगर हम निर्वात को सूक्ष्म जगत में ज़ूम इन करें, तो आप पाएंगे कि निर्वात हमारी सोच से कहीं अधिक जटिल है, और शायद स्थूल जगत से भी अधिक जटिल है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, हालांकि एक खोखली कांच की बोतल बाहरी दुनिया से पूरी तरह से अलग है, जिसमें कोई प्रकाश, विकिरण और न्यूट्रिनो प्रवेश नहीं करते हैं, और भले ही तापमान पूर्ण शून्य तक पहुंच जाए, कांच की बोतल के अंदर की जगह किसी भी तरह से खाली नहीं है, लेकिन बहुत सक्रिय है।

क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, एक निरंतर "क्वांटम उतार-चढ़ाव" होता है, जहां आभासी कणों के जोड़े बेतरतीब ढंग से दिखाई देते हैं और फिर तुरंत गायब हो जाते हैं। आभासी कणों के ये जोड़े "उधार" ऊर्जा द्वारा बनाए जाते हैं, और जब वे गायब हो जाते हैं, तो वे कुल ऊर्जा के संरक्षण को बनाए रखते हुए, ऊर्जा को वैक्यूम में लौटाते हैं। यह सब तब तक संभव है जब तक आभासी कण जोड़े बनाए जाते हैं और पर्याप्त तेजी से गायब हो जाते हैं। ऐसे आभासी कणों का निरंतर निर्माण और गायब होना वैक्यूम को "उत्तेजित अवस्था" में डाल देता है।

और सामान्य तौर पर, यदि वैक्यूम वास्तव में खाली है, तो हम वैक्यूम को "ग्राउंड स्टेट" में मान सकते हैं और इसकी कुल ऊर्जा शून्य होनी चाहिए। लेकिन वास्तव में, क्वांटम यांत्रिकी के अनिश्चितता सिद्धांत के अनुसार, पदार्थ की किसी भी स्थिति की ऊर्जा में कुछ उतार-चढ़ाव होते हैं, और समय अंतराल जितना कम होता है, ऊर्जा में उतार-चढ़ाव उतना ही अधिक होता है, और उनके बीच संबंध निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:

तो यहां तक कि जिसे हम वैक्यूम कहते हैं, वह वास्तव में अंदर बहुत सक्रिय है। अनिश्चितता का मतलब है कि आभासी कणों के उत्पादन में कुछ उतार-चढ़ाव भी हैं। ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों के अनुसार, निर्वात वातावरण में पूर्ण शून्य तक पहुंचना भी असंभव है। और, एक निश्चित क्षण में, वैक्यूम की ऊर्जा में उतार-चढ़ाव इतना बड़ा हो सकता है कि बड़ी संख्या में आभासी कण जोड़े उत्पन्न होते हैं।

ये आभासी कण वास्तविक कण नहीं हैं और वास्तविक दुनिया में हमारे पास मौजूद कणों से पूरी तरह से अलग हैं, जैसे कि इलेक्ट्रॉन। वास्तव में, हम आभासी कणों का निरीक्षण नहीं कर सकते हैं, क्योंकि एक बार जब हम इसे करते हैं, तो आभासी कण जोड़े टकराते हैं और तुरंत नष्ट हो जाते हैं।

आप सोच सकते हैं: चूंकि हम सीधे आभासी कणों का निरीक्षण नहीं कर सकते हैं, इसलिए हम उनके अस्तित्व को कैसे साबित कर सकते हैं?

यह एक अच्छा सवाल है, लेकिन यह एक "स्मार्ट नहीं" सवाल भी है, क्योंकि ब्रह्मांड की खोज की प्रक्रिया में, अधिकांश पदार्थ कुछ ऐसा है जिसे हम सीधे निरीक्षण नहीं कर सकते हैं। ब्रह्मांड इतना बड़ा है कि कई बार हम केवल अप्रत्यक्ष तरीकों से ही किसी चीज के अस्तित्व का निर्धारण कर सकते हैं। वही आभासी कणों के लिए जाता है।

यद्यपि आभासी कणों को सीधे नहीं देखा जा सकता है, आभासी कण वास्तविक दुनिया में वास्तविक कणों के साथ बातचीत करते हैं, और वैज्ञानिक इन इंटरैक्शन का अध्ययन करके आभासी कणों के अस्तित्व की पुष्टि कर सकते हैं।

उदाहरण के लिए, 1947 की शुरुआत में, भौतिक विज्ञानी लैम्ब और उनके छात्र रदरफोर्ड ने पाया कि "वैक्यूम" में किसी प्रकार का वैक्यूम उतार-चढ़ाव है जो हाइड्रोजन नाभिक की विद्युत क्षमता को प्रभावित करता है। क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स के अनुसार, यह वैक्यूम उतार-चढ़ाव एक वैक्यूम में आभासी इलेक्ट्रॉनों और आभासी पॉज़िट्रॉन के उतार-चढ़ाव के कारण होता है।

इसलिए, कोई पूर्ण वैक्यूम नहीं है, और वैक्यूम में ऊर्जा भी है, तथाकथित "शून्य बिंदु ऊर्जा"। "शून्य बिंदु ऊर्जा" नाम के बावजूद, इसका मतलब यह नहीं है कि वैक्यूम की ऊर्जा शून्य है। वास्तव में, वहां ऊर्जा में भारी उतार-चढ़ाव होते हैं, और उनका सटीक मूल्य एक बड़ा रहस्य बना हुआ है।

प्रतीत होता है कि खाली वैक्यूम में, वास्तव में संभावित ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा होती है। इसे सत्यापित करने के लिए, वैज्ञानिकों ने एक दिलचस्प प्रयोग किया। उन्होंने दो अपरिवर्तित धातु प्लेटों को रखा, जिससे वे धीरे-धीरे एक वैक्यूम में एक-दूसरे से संपर्क कर सकें। जैसे-जैसे धातु की प्लेटें आती हैं, उनके बीच के निर्वात क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय तरंग में उतार-चढ़ाव एक स्क्रीनिंग प्रभाव प्रदर्शित करता है, जिससे केवल एक निश्चित सीमा के भीतर तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय तरंगों की अनुमति मिलती है, जबकि प्लेट के बाहर इस सीमा के अधीन नहीं होता है।

नतीजतन, बाहर की विद्युत चुम्बकीय तरंगें अंदर की तुलना में अधिक तीव्रता से उतार-चढ़ाव करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा में सूक्ष्म असंतुलन होता है। बाहर की तरफ वैक्यूम अंदर की तुलना में अधिक हिंसक रूप से उतार-चढ़ाव करता है, जिसके परिणामस्वरूप दबाव अंतर होता है जो शीट धातु के बाहर दबाव को अंदर की तुलना में अधिक होने का कारण बनता है। इस दबाव अंतर द्वारा गठित अदृश्य तन्यता बल प्रसिद्ध "कासिमिर प्रभाव" है, और इस घटना को 1996 वर्षों में प्रयोगों में भी सत्यापित किया गया है।

यह उल्लेखनीय है कि वैक्यूम में छिपी ऊर्जा की भारी मात्रा के बावजूद, ऊर्जा की कुल मात्रा की सटीक गणना करना एक अत्यंत जटिल कार्य है जिसमें क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत की गहरी समस्या शामिल है - पुनर्सामान्यीकरण। गणना की प्रक्रिया में, आप 12+0+0+0+......=-0/0 जैसी अपसारी श्रृंखलाओं का सामना कर सकते हैं जो गणित के नियमों का उल्लंघन करती प्रतीत होती हैं।

तो, महत्वपूर्ण सवाल यह है कि क्या हम इस ऊर्जा को शून्य में दोहन कर सकते हैं?

इसका जवाब हां है। सैद्धांतिक रूप से, ऊर्जा के किसी भी रूप की अपनी उपयोगिता है। हालांकि, वैक्यूम से ऊर्जा निकालने की प्रक्रिया उस तरह से बहुत अलग है जिस तरह से हम आमतौर पर प्रकृति से ऊर्जा प्राप्त करते हैं। ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों के अनुसार, ऊर्जा निर्वात में नहीं होती है, और हमें ऊर्जा अंतर बनाने के लिए वैक्यूम के थर्मल संतुलन को तोड़ने की आवश्यकता होती है, और इस प्रक्रिया को इससे अधिक ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है, हालांकि यह विधि इस समय विशेष रूप से व्यावहारिक नहीं लगती है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, "कासिमिर प्रभाव" को शून्य में कणों को वास्तविक फोटॉनों में बदलने के लिए धातु की प्लेट पर एक निरंतर बल लगाने की आवश्यकता होती है। लेकिन इस प्रक्रिया में हमें जितनी ऊर्जा लगाने की जरूरत है, वह बहुत अधिक है। संक्षेप में, ऊर्जा को केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है, और कभी भी "कुछ भी नहीं बनाने" की स्थिति नहीं होगी।

वैक्यूम की खोज जारी है, क्योंकि वैक्यूम ब्रह्मांड के गहरे रहस्यों को छिपा सकता है। बिग बैंग सिद्धांत मानता है कि ब्रह्मांड जैसा कि हम जानते हैं कि यह "कुछ भी नहीं से कुछ बनाने" की प्रक्रिया के साथ शुरू हुआ। निर्वात की प्रकृति को जानने के लिए, वैज्ञानिक समुदाय को अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है।