目前全世界科學實驗獲得的反物質加起來也還不夠燒開一杯開水

菜葉解惑 發佈 2020-01-02T18:56:01+00:00

布朗在暢銷書《天使與魔鬼》中,把反物質描述成人類目前所知威力最大的能量源,它能以百分之百的效率釋放能量,不造成污染,不產生輻射。

在美國科幻片《星際迷航》里,太空人把反物質用作星際飛船的燃料,而美國作家丹?布朗在暢銷書《天使與魔鬼》中,把反物質描述成人類目前所知威力最大的能量源,它能以百分之百的效率釋放能量,不造成污染,不產生輻射。然而,由於未知的原因,當今世界主要由物質構成,反物質似乎並不存在於自然界,正反物質的不對稱疑難是物理學界所面臨的一大挑戰。

1928年,英國科學家保羅·狄拉克預言了反物質的存在。四年後,另一位科學家證明了這是真的。

反物質是由與普通物質相同但帶相反電荷的粒子組成的。世界上的每一個粒子都有一個相反的反粒子。

反物質是正常物質的對立面,更具體地說,反物質的亞原子粒子具有與正常物質相反的性質,這些粒子的電荷是相反的。

當普通物質與反物質相遇時,它們通常會發生碰撞。我們無法通過觀察來分辨一個物體是由普通物質還是反物質構成,但是由於在廣袤的宇宙中,星雲和反物質星雲相互碰撞並發生湮滅的奇觀並不常見,我們可以確信在宇宙(至少是已知的宇宙)中,幾乎所有我們能觀察到的物質都是由普通物質構成的。我們的宇宙對反物質並非友善之地。

2008年,美國俄亥俄州立大學加里·史德曼教授想到了另一種方法也許能找到宇宙中的反物質。因為有些時候巨大的星系團之間會相互碰撞,假設其中一個星系團是由物質組成,另一個則由反物質組成,那麼它們碰撞後會相互湮滅,放出大量的X射線和伽馬射線。

為了尋找反物質,史德曼將星際中「嚴重撞車事故」的產物——子彈星系團列為研究對象。他仔細查看了美國宇航局錢德拉X射線天文台和康普頓伽瑪射線天文台的觀測結果,但都沒有什麼重大發現,X射線和伽瑪射線的量很少,那裡大約每100萬個粒子中才有3個反粒子。

同一年,科學家們在我們的銀河系中發現了一朵龐大但稀薄的反物質雲。它圍繞在銀河系中心附近,並發出伽瑪射線。歐洲航天局的射線衛星觀測表明,這朵雲並不在銀河系的正中間,似乎是尾隨著某顆散發X射線的恆星。這裡的反物質可能不是宇宙誕生時遺留下來的,它們更有可能起源於恆星。這顆恆星周圍有一個黑洞,當恆星周圍的氣體脫離恆星,會被黑洞「吃掉」,這個高能的過程將產生反物質。

人類首次捕捉到反物質是在2010年11月,歐洲科學家成功製造出了數以千計的反氫原子,並成功使其中的38個反氫原子存在了0.17秒,這是一個歷史性突破。其實在早些時候,也有科學家製造出少量反氫原子,但由於存在時間太短,無法確認。

曾經有人稱5000萬分之1克反物質釋放的能量能摧毀一座大樓,只需要1克反物質就能毀滅整個地球。事實上當你真正了解反物質能後就會認為上述的說法都是不切實際的天方夜譚。2017年以色列科學家做過一次關於反物質的實驗,發現1克反物質與1克正物質碰撞湮滅後釋放出1.8E15焦耳能量。

1焦耳能量能將一個重為102克的蘋果抬高1米,那麼1.8E15焦耳能量能將1.836E13千克物質抬高1米,而我們地球重量約為5.965E25千克,所以1克物質釋放出能量不足以毀滅整個地球,不過毀滅一座城市還是輕而易舉的。

目前全世界科學實驗獲得的反物質加起來也還不夠燒開一杯開水。

當然反物質的研究最主要的並不是為了做炸彈,是網絡上老有人用反物質與炸彈相比,才有了這種誤導。

反物質的終極作用,是為了人類獲得更高效的能源。尤其是星際旅行,如有能找到又輕便又巨大的能源,就能夠飛的更快更遠,實現人類走向深空的夢想。

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