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研究發現:反物質也受引力影響,愛因斯坦又對了!

作者:碎碎念大王

導語

能源一直是人類社會非常迫切的需求,為此人類又不斷研究新型的能源,包括當下最火的可控核聚變。

但就連可控核聚變都被稱為終極能源,那麼超越核聚變的又是什麼?

人類的科技能力現在能否制備它?

在能量轉化率上無疑是反物質。

那麼反物質和正物質有着多大的能量差?

反物質能源的開發利用會不會引發更大的安全隐患?

研究發現:反物質也受引力影響,愛因斯坦又對了!

一、更終極能源 。

在人類力推下,可控核聚變的研究突飛猛進,甚至有不少專家和學者認為可控核聚變将是未來 50 年的主導能源。

可控核聚變作為終極能源不僅在能量轉換率上更勝一籌,甚至還能做到安全無公害。

而且核聚變發出的核威脅也不如核裂變那麼嚴重,更環保一些。

可控核聚變總能将 99.3%的能量轉換為電能,剩下的 0.7%轉化為熱能。

這樣的能量轉換率是目前都無法企及的。

可控核聚變發電所用的氫核來自海水中,相較之下的核裂變要求鈾核是以鈾礦是有限的,是以可控核聚變被認為是地球能源“終極之王”。

可控核聚變是以太陽聚變為能源的原型,利用核反應不斷釋放能量,将原子核能轉化為熱能,然後通過熱能轉換為電能。

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可控核聚變的終極目标是通過控制磁場中等離子的運動,使之永久性的穩定。

這樣就能讓核聚變作為一種新型的能源,不斷運轉,提供地球上所有用電用能裝置的能量。

而且核聚變發電反應中不會産生放射性元素,也不會産生老核材料,不會産生二氧化碳等溫室氣體,是以是一種非常清潔的能源。

與核裂變相比,核聚變的能量轉化率和安全性都有較大的優勢,但是除此之外,反物質則比核聚變還要更勝一籌。

反物質是一種與普通物質正好相反的物質,它由反質子和反氫核等反粒子組成,每一種反粒子都和普通粒子有相同的但是反的實體性質。

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它的質子和質子之間帶正電性而非負電性,另外在相遇的時候,它和普通物質一樣都要進行物質轉化并釋放出大量的能量。

這也就意味着,物質和反物質相遇所有的能量都會被釋放出來。

這和物質和物質相遇所釋放出來的能量是一樣多的,但是方向卻完全相反。

這就是兩種能量之間的差别:量級相同,方向相反。

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二、愛因斯坦的質能公式。

自從愛因斯坦提出 E=mc^2 之後,人們就一直在觀察這條公式是否正确。

愛因斯坦的 m 是品質,c 是光速, m×c^2就表示一個物質最大可能的能量,是最大可能的能量。

但是在日常生活中,一個物質想要釋放出所有的能量是不可能的,它隻能釋放出一小部分的能量。

能夠釋放出來的這部分能量有個上限,就是這個物質自身的品質和光速的平方相乘所得到的數值。

在這個事件上,核武器釋放木星品質的能量是不可能的,也是不可能用爆炸釋放出所有這些能量。

是以在現實生活中,我們根本無法證明 E=mc^2 這條公式是不是絕對成立的。

但是在反物質的研究中,E=mc^2 就完全能夠得到驗證。

因為在反物質和物質互相接觸的時候,它們之間的全部能量都會被釋放出來。

是以在這種條件下,mc^2就能夠表示能量最大值,那麼物質和反物質反應時釋放的能量是,這是一個物質的品質和 c^2 的兩倍。

是以物質會釋放 兩個 m×c^2 能量,而這個 m×c^2 的能量就是愛因斯坦所說的能量最大值。

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是以人類可以通過釋放反物質和物質的能量來證明愛因斯坦的質能公式是絕對正确的,反物質粒子和普通物質粒子隻要相遇就會彼此全部轉化為能量。

是以反物質能的能量轉化率可以說是 100%,是一種真正意義上的終極能源,反物質能夠完美地诠釋愛因斯坦的質能公式。

在 2003 年歐洲核子研究中心人工制造出 90 個反質子,反質子和正質子互相作用會釋放出大量的能量,人類能夠利用反粒子釋放的能量來擷取到電能。

但是反物質的制備成本比核聚變還要高出不少,就連制備量都沒有多少,目前人類制備的反質子還不夠冰冷一杯。

是以在人類尚且無法制備出大量的反物質,幾乎不可能在宇宙間漫遊,是以能源開發利用方面也就無從談起。

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三、反物質的引力。

但是一些實體學家不滿足現狀,他們還是進行了一些反物質方面的研究。

研究發現反物質具有重要的對稱性,但是在宇宙中,反物質和普通物質之間卻有着微小的差别。

微觀世界中正負電荷對稱,但是宏觀世界卻是不對稱的,這種現象叫做對稱性破缺。

宇宙中存在正物質和反物質的不相稱,這種現象叫做宇宙對稱性破缺,這就是反物質的存在。

科學家猜測這可能是宇宙大爆炸所留下的,造成對稱性破缺的一個重要原因就是引力。

而愛因斯坦就在這個基礎上提出了引力波理論。

那麼反物質在引力下會有怎樣的表現呢?

在 2013 年一批實體學家進行了一項實驗,用反物質和正物質互相吸引的現象來驗證愛因斯坦的引力理論是否正确。

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這個實驗中,粒子和反粒子在磁場中運動,當它們碰撞的時候會互相吸引,并進行接觸。

在這兩個粒子距離較近的時候就會爆炸,而在較遠的時候就會被互相吸引。

在進行實驗的過程中,他們研究這些粒子的軌迹,軌迹的規律和物質完全一樣。

同時還發現反物質粒子在地球引力下的運動與普通物質一緻,甚至粒子和反粒子在磁場中的運動我們也會明顯感覺到受到引力的影響,是以愛因斯坦的引力理論是符合實體規律的。

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這些粒子還會受到太陽、星星等其他天體的引力影響,是以物質和反物質都會受到引力的影響。

同樣,地球和太陽以及其他行星之間産生引力,都是雙方之間都有,都受到引力的影響,這也能解釋一些現象。

科學家還發現反物質的能量密度比核聚變還要高,是以它的開發利用在未來一定會成為現實。

它不僅能夠發電,甚至還能夠用于太空飛船飛行。

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由于反物質的能量密度極高,所有隻需微量的反物質就能将太空飛船的速度帶的非常之快,甚至能夠飛出太陽系。

同樣在地球上掌握了反物質,這也意味着人類能夠輕易的摧毀地球。

美國曾經計算過,隻需用 0.1g 重的反物質,能夠帶來 10kt 當量的爆炸,這是同等重量品質的核武器的 1000 倍以上。

隻需 1kg 的反物質就能帶來 1000Mt 的當量,這就是現代 21 世紀人類能量最大的炸彈。

目前在世界上就有半噸的反物質,但是它的危險性也很大,一旦它們被引爆,地球将會解體。

結語

是以在開發利用反物質的過程中一定要嚴格規範,隻能用于和平用途。

人類能夠掌握反物質,這也意味着人類能夠更好的解釋宇宙的起源和宇宙的終結。

反物質的研究和開發利用隻是談了一小部分,它還有着更廣闊的應用空間,如醫學領域的癌症治療等。

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