反物质1克价值62。5万亿美元,它在宇宙中,是怎样的存在?
或许很多人都曾听说过,上世纪发生在西伯利亚的" 通古斯大爆炸 "事件,这次爆炸一次性摧毁了将近2000平方公里 的树林,十分恐怖。
人们对于造成这次爆炸的原因一直议论纷纷,其中有一种"颇具想象力",你知道是什么吗?正是1965年美国科学家提出的"反物质说" ,认为造成爆炸的天外陨石是反物质,才会产生这种威力。
天外来物陨石来到地球的画面
那么,反物质是真实存在的吗?它真的有如此巨大的威力?反物质的发现历程是怎样的?人类能利用它做什么?事实上,反物质不仅威力巨大还 十分昂贵 ,仅仅1克的价值就能达到 62.5万亿 美元。这样说的话,这样珍贵的反物质在宇宙中到底是何种存在呢? 反物质到底是什么?
对于物质这种东西大家都不陌生,它就是构成宇宙的 最基本东西 ,其种类形态很多,性质也非常多样。人类第一次认识到物质的存在,大抵是从古希腊时期开始的,整个认知的历程还是非常久的。不过认识到这宇宙当中有反物质的存在,其实并没有过去太久 。
物质和反物质
最早提出反物质概念的人是英国物理学家 保罗·狄拉克 ,他表示所有的粒子都会有与之相对的反粒子,这本是一种"预言"。却在1932年时,被美国科学家安德森在实验中证实了。
保罗·狄拉克
原来在实验当中这位科学家发现了一种 特殊的粒子 ,其质量和带电量和电子毫无差别,但是它却 带有"正电" 。这是人类第一次发现反物质的存在,也是一个重要的里程碑。就这样,一代又一代科学家投入到了反物质的研究当中,不过由于制造这家伙实在 太昂贵 了,毕竟1克反物质,就要花费60多万亿美元。
用电磁陷阱储存反粒子
2010年11月17日,欧洲核子研究中心通过大型强子对撞机,制造并短暂捕捉到了"反物质" 原子,在制造出的数以千计的反氢原子中,成功地使其中的38个存在了大约0.17 秒。
可见,自从发现反物质存在之后,各种关于它的实验 不仅"烧脑"而且"烧钱" 。反物质本身和普通物质看起来并无差别,就像是双胞胎一样,就像 安德森 发现的那个电子一样,不同之处在于其 电荷单位是相反 的。
带相反电荷的电子
遵循着" 存在即合理 "的情况,科学家认为反物质在宇宙当中应该是 大量存在 的,并且这些反物质可能还组成了"反物质世界"。说到这,许多人可能就晕了,其实反物质世界就和咱们总说的"镜像空间"差不多。在那个世界当中,一切都是反的,时间也许在倒流。
当然,别觉得反物质世界存在,你就能和另一个自己见面了,因为现实证明,反物质的状态 非常不稳定 ,只要和正物质相遇接触,就会瞬间发生"爆炸" 。简单来说,你想让两个世界的自己见面,无疑就是在主动地制造爆炸事故。至于你要问反物质到底是怎么来的,其实没有人能给出答案,毕竟在反物质身上的待解谜题还有很多。
反物质的强大威力
著名物理学家丁肇中表示:"在大爆炸的理论中,宇宙起源时的温度非常高,因为大爆炸以前什么都没有。因此大爆炸中有一个电子则应该有一个反电子,在刚爆炸的时候,物质和反物质应该是一样多的。"
遗憾的是 ,截至目前,人类还是无法在宇宙空间中找到反物质的 确切位置 。只能利用粒子对撞机自己制造研究,这种研究不仅容易失败,还异常地费钱。既然这样,为什么人类还要探索反物质呢?毕竟从现状来看,反物质的存在没有威胁到我们的生存。实际上,人类坚持不懈地探索反物质,是因为它有着优越的"应用前景",对于科技的发展至关重要。
粒子对撞机反物质的应用前景
人类现在主要使用的依旧是 化石能源 ,但是这种能源是不可再生的,所以为了不将自己逼进"穷途末路",许多国家都在研究新能源技术 。对于新能源大家听得最多的应该就是"可控核聚变",其实反物质才是人们目前知道的最大能量源 。
新能源是指刚开始开发利用或正在积极研究或有待推广
反物质和正物质湮灭之后产生的巨大能量,比 可控 核聚变还要强 ,并且这个过程不会产生辐射也 不存在污染 。毫不夸张地说,如果人类真的能够制造出大量的反物质,利用其来做能源,那么将外星征程的终点放在银河系之外也丝毫不夸张,毕竟反物质不仅"体积小",释放能量的效率也基本能达到 100% 。
据估算1克"反物质"能释放相当于4000多万吨TNT炸药的能量, 足以为23 架航天飞机提供动力——比当年美国扔在日本广岛的原子弹的威力强2000倍。
反物质能量巨大
相信许多人在科幻小说当中都见过所谓的" 反物质飞船 ",其实这里的反物质主要是作为飞船的燃料。要知道任何飞船想要维持航行,都需要推进,因此"苗条但威力也很大"的反物质无疑是飞船燃料的最优选择 ,再者它湮灭时产生的能量可比传统的化石燃料要高多了。
影视剧中的反物质飞船
除了反物质飞船被大家围观之外,反物质武器也成为了一个 杀伤力强于核弹 的存在。许多人可能觉得这有些天马行空了,毕竟人类现在制造出的反物质都少得可怜。其实早在上世纪时,身为美国氢弹之父的 爱德华·泰勒 就表示反物质可以在军事方面运用,其威力是超乎想象的。
美国氢弹之父的爱德华·泰勒
甚至很多人认为,反物质武器将成为" 第四代核武器 ",一旦出现的话,那么整个世界将会陷入"争端"当中。也正因如此,人们对于反物质武器持有的态度褒贬不一。毕竟如果不妥善利用它的话,很可能仅仅使用一点儿,就能直接将人类文明断送 。
因此,人类对于反物质的研究是"喜忧参半"的,一方面 希望得到 更多的研究成果,或者说创造出更多的反物质,来推动人类太空事业的发展。但是另一方面又 担心 反物质会被广泛用于军事当中,人类在各种争霸之中"玩火自焚"。
若反物质不加控制的进入军事领域会带来毁灭性的灾难"反物质"做燃料的可行性
反物质的 特性和应用前景 确实非常不错,但是按照目前研究的进度来说,想把它用来做燃料,可能还要等待很长一段时间。其困难有两点,第一点就是这玩意儿的"造价"实在是 太昂贵 了,虽然大部分国家为了太空事业的发展都愿意投资,但是1克价值62.5万亿的天价还是让人望而却步。
第二就是即使真的花费高价生产了,也 难以保存下来 。欧洲核子研究中心费时费力制造出来的反物质,只存在了0.17秒 ,这还是在小心翼翼保存的情况下。因此如何让反物质作为燃料储存,在人类需要的时候再与正物质湮灭迸发出能量,是目前依旧无法解决的事情。
模拟用来装反物质的容器
综上所述,目前想将反物质作为燃料使用,还是存在 诸多困难 的。只能期待在科技进步的情况下,科学家能够找到解决的方案。待到那时,我们太空旅行耗费的时间将进一步减少,可能去火星只需要1个半月左右 就够了!
其实不论是物质还是反物质的发现,都经历了比较 漫长的时间 。因此,我们在期待反物质研究尽快出现成果的时候,不妨 耐心一点 ,没必要因为几十年间进程缓慢或者没有显著成果,就直接将其定义为"科学家的谎言"。毕竟在上世纪人类飞上太空之前,不少人认为"宇宙"的存在也是谎言。