真空如何传声？

当然，我们来聊聊声音在不同环境下的传播，尤其是那个我们常觉得“万籁俱寂”的真空。

首先，我们得明白声音是什么。简单来说，声音是一种机械波。你可以把它想象成一种能量的传递方式，但这种传递需要介质。就好比你想把一个石头丢进水里，石头本身的动能转化成了水面的波动，这些波动就是水波，它们能把能量从石头落水的地方传到岸边。声音也是类似的，它是介质（比如空气、水、固体）中的原子或分子受到扰动后，引起的振动，然后这种振动通过一个个粒子互相挤压、推拉，就像多米诺骨牌一样，一层一层地传递下去。

在空气中，声音的传播就依赖于空气分子。当声源（比如你的嗓子、乐器）振动时，它会推动周围的空气分子，让它们变得密集（称为压缩），然后又因为惯性，它们会向外散开，让空气分子变得稀疏（称为稀疏）。这种压缩和稀疏交替出现的区域，就是我们听到的声波。而我们耳朵里的鼓膜，就会被这些空气分子的密集和稀疏交替地推拉，从而产生我们听到的声音。

那么，真空呢？“真空”这个词，在字面意思上就是“没有东西”的地方。当然，严格来说，绝对的真空几乎是不存在的，宇宙空间中仍然存在着极少量的粒子。但我们通常说的“真空”是指空气或其他介质的密度非常非常低，低到足以让我们认为它“没有”可以传递声音的介质。

既然声音的本质是介质粒子的振动，那么当介质极度稀少，几乎没有粒子存在的时候，声音的传播就遇到了巨大的阻碍。想象一下，如果空气分子少得可怜，你敲击一个物体，它产生的振动就很难找到下一个粒子去传递。没有足够的粒子互相碰撞、挤压，声音的能量就无法有效地传递出去。

所以，真空不能传声，或者说传声的能力微乎其微，几乎为零。

大家经常会看到科幻电影里，飞船在宇宙中爆炸，发出巨大的轰鸣声。这其实是为了戏剧效果，在真实的宇宙真空中，如果发生爆炸，你不会听到任何声音。当然，如果爆炸物碎片飞到你的耳朵旁边，并且你身处有空气的环境，你才能听到它撞击空气发出的声音。

有些人可能会好奇，为什么我们平时听到的很多声音，比如广播、无线电，好像可以在很远的地方传播，甚至跨越太空？那是因为广播和无线电传递的不是机械波，而是电磁波。电磁波的传播方式和机械波完全不同，它们不需要介质，可以在真空中自由传播，而且速度极快。所以，我们能接收到来自遥远星系的电磁信号，但却听不到它们发出的声音。

总结一下，声音的传播需要一个载体，也就是某种形式的物质，通过粒子的振动来传递能量。真空之所以不能传声，正是因为它缺乏这样的载体。它就像一条没有轨道的火车，即使有火车头，也无法前进。

我们生活在地球上，周围充满了空气，所以我们能听到各种各样的声音。一旦我们进入真空环境，比如深邃的太空，如果没有特殊的设备，世界就会变得异常安静。这反过来也强调了声音在我们日常生活中是多么依赖于空气这个介质。

网友意见

也许你可能看过我之前的这个回答

声音是机械波，而机械波的传播需要介质。真空一般被认为是“空的”而没有介质，所以无法传播声波。但是，由于量子涨落的缘故，真空不是绝对的空，因此在一定的程度上还是可以传播声波的。

这是加州大学伯克利分校的Zhang Xiang教授课题组发表在Nature上的文章^[1]，标题为Phonon heat transfer across a vacuum through quantum fluctuations （量子涨落）。

经典理论认为真空没有介质所以不能传播声音，但是真空真的就是绝对的空吗？实际上由于量子涨落，并不是的。

根据量子场论，一个包含作用粒子的基态（或真空态）不单纯只是个空无一物的空间， 它包含了存活时间很短虚正反粒子对，从真空中产生并彼此湮灭。

以上这段话来源于维基百科^[2]。而这些虚粒子的产生，来源于不确定性关系 ^[3]，也就是说，拥有能量为 而寿命小于 的虚粒子对一直在真空中生成和湮灭——换言之，真空并不是绝对的空。既然真空不是绝对的空，那么理论上声波就有可能在真空中传播。

Zhang Xiang课题组研究了高温物体的能量向低温物体传播的过程，物体中间隔着350-800 nm厚的真空。他们发现当距离小于500 nm时，热量能通过声波的形式进行传播（Phonon heat transfer）——他们在实验中已经排除了其他热传递方式的影响。

参考

1. ^ https://www.nature.com/articles/s41586-019-1800-4
2. ^ https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%9C%9F%E7%A9%BA%E6%A5%B5%E5%8C%96
3. ^ https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_fluctuation

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