反物質:1克價值62.5萬億美元,它在宇宙中,是怎樣的存在?

或許很多人都曾聽說過,上世紀發生在西伯利亞的「 通古斯大爆炸」事件,這次爆炸一次性摧毀了 將近2000平方公里的樹林,十分恐怖。

人們對于造成這次爆炸的原因一直議論紛紛,其中有一種「頗具想象力」,你知道是什麼嗎?正是1965年美國科學家提出的 「反物質說」,認為造成爆炸的 天外隕石是反物質,才會產生這種威力。

那麼,反物質是真實存在的嗎?它真的有如此巨大的威力?反物質的發現歷程是怎樣的?人類能利用它做什麼?事實上,反物質不僅威力巨大還 十分昂貴,僅僅1克的價值就能達到 62.5萬億美元。這樣說的話,這樣珍貴的反物質在宇宙中到底是何種存在呢?

反物質到底是什麼?

對于物質這種東西大家都不陌生,它就是構成宇宙的 最基本東西,其種類形態很多,性質也非常多樣。人類第一次認識到物質的存在,大抵是從 古希臘時期開始的,整個認知的歷程還是非常久的。不過認識到這宇宙當中有反物質的存在,其實并 沒有過去太久

最早提出反物質概念的人是英國物理學家 保羅·狄拉克,他表示所有的粒子都會有與之相對的反粒子,這本是 一種「預言」。卻在1932年時,被美國科學家安德森在實驗中證實了。

原來在實驗當中這位科學家發現了一種 特殊的粒子,其質量和帶電量和電子毫無差別,但是它卻 帶有「正電」。這是人類第一次發現反物質的存在,也是一個重要的里程碑。就這樣,一代又一代科學家投入到了反物質的研究當中,不過由于制造這家伙實在 太昂貴了,畢竟1克反物質,就要花費60多萬億美元。

用電磁陷阱儲存反粒子

2010年11月17日,歐洲核子研究中心通過大型強子對撞機,制造并短暫捕捉到了「反物質」 原子,在制造出的數以千計的反氫原子中,成功地使其中的38個存在了大約0.17 秒。

可見,自從發現反物質存在之后,各種關于它的實驗 不僅「燒腦」而且「燒錢」。反物質本身和普通物質看起來并無差別,就像是雙胞胎一樣,就像 安德森發現的那個電子一樣,不同之處在于其 電荷單位是相反的。

帶相反電荷的電子

遵循著「 存在即合理」的情況,科學家認為反物質在宇宙當中應該是 大量存在的,并且這些反物質可能還組成了「反物質世界」。說到這,許多人可能就暈了,其實反物質世界就和咱們總說的「鏡像空間」差不多。在那個世界當中, 一切都是反的,時間也許在倒流。

當然,別覺得反物質世界存在,你就能和另一個自己見面了,因為現實證明,反物質的狀態 非常不穩定,只要和正物質相遇接觸,就會瞬間 發生「爆炸」。簡單來說,你想讓兩個世界的自己見面,無疑就是在主動地制造爆炸事故。至于你要問反物質到底是怎麼來的,其實沒有人能給出答案,畢竟在反物質身上的 待解謎題還有很多。

著名物理學家丁肇中表示:「在大爆炸的理論中,宇宙起源時的溫度非常高,因為大爆炸以前什麼都沒有。因此大爆炸中有一個電子則應該有一個反電子,在剛爆炸的時候,物質和反物質應該是一樣多的。」

遺憾的是,截至目前,人類還是無法在宇宙空間中找到反物質的 確切位置。只能利用 粒子對撞機自己制造研究,這種研究不僅容易失敗,還異常地費錢。既然這樣,為什麼人類還要探索反物質呢?畢竟從現狀來看,反物質的存在沒有威脅到我們的生存。實際上,人類堅持不懈地探索反物質,是因為它有著 優越的「應用前景」,對于 科技的發展至關重要。

反物質的應用前景

人類現在主要使用的依舊是 化石能源,但是這種能源是 不可再生的,所以為了不將自己逼進「窮途末路」,許多國家都在研究 新能源技術。對于新能源大家聽得最多的應該就是「可控核聚變」,其實反物質才是人們目前知道的 最大能量源

新能源是指剛開始開發利用或正在積極研究或有待推廣

反物質和正物質湮滅之后產生的巨大能量,比 可控核聚變還要強,并且這個過程不會產生輻射也 不存在污染。毫不夸張地說,如果人類真的能夠制造出大量的反物質,利用其來做能源,那麼將外星征程的終點放在銀河系之外也絲毫不夸張,畢竟反物質不僅「體積小」,釋放能量的效率也基本能達到 100%

據估算1克「反物質」能釋放相當于4000多萬噸TNT炸藥的能量, 足以為23 架航天飛機提供動力。

反物質能量巨大

相信許多人在科幻小說當中都見過所謂的「 反物質飛船」,其實這里的反物質主要是 作為飛船的燃料。要知道任何飛船想要維持航行,都需要推進,因此「苗條但威力也很大」的反物質無疑是飛船燃料的 最優選擇,再者它湮滅時產生的能量可比傳統的化石燃料要高多了。

影視劇中的反物質飛船

「反物質」做燃料的可行性

反物質的 特性和應用前景確實非常不錯,但是按照目前研究的進度來說,想把它用來做燃料,可能還要等待很長一段時間。其困難有兩點,第一點就是這玩意兒的「造價」實在是 太昂貴了,雖然大部分國家為了太空事業的發展都愿意投資,但是1克價值62.5萬億的天價還是讓人 望而卻步

第二就是即使真的花費高價生產了,也 難以保存下來。歐洲核子研究中心費時費力制造出來的反物質, 只存在了0.17秒,這還是在小心翼翼保存的情況下。因此如何讓反物質作為燃料儲存,在人類需要的時候再與正物質湮滅迸發出能量,是目前依舊 無法解決的事情

模擬用來裝反物質的容器

綜上所述,目前想將反物質作為燃料使用,還是存在 諸多困難的。只能期待在科技進步的情況下,科學家能夠找到 解決的方案。待到那時,我們太空旅行耗費的時間將進一步減少,可能去火星只需要 1個半月左右就夠了!

其實不論是物質還是反物質的發現,都經歷了比較 漫長的時間。因此,我們在期待反物質研究盡快出現成果的時候,不妨 耐心一點,沒必要因為幾十年間進程緩慢或者沒有顯著成果,就直接將其定義為「科學家的謊言」。畢竟在上世紀人類飛上太空之前,不少人認為「宇宙」的存在也是謊言。

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