探秘反物質(zhì):未來星際航行新能源
發(fā)布時(shí)間:2022-06-17
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科學(xué)家認(rèn)為,宇宙大爆炸后,形成了一正一反的兩個(gè)宇宙,就好像兩只對(duì)稱的翅膀一樣。正物質(zhì)宇宙就是目前我們生活在其中的宇宙,而反物質(zhì)宇宙目前還沒被找到??梢哉f,以現(xiàn)在的人類科技水平衡量,反物質(zhì)宇宙是看不見摸不到的世界。那么反物質(zhì)究竟存不存在?科學(xué)家還沒找到直接證據(jù)。但科學(xué)家已經(jīng)制造出很多反粒子,這似乎從側(cè)面印證了反物質(zhì)的存在。

大家應(yīng)該怎么理解燒腦的反物質(zhì)呢?就拿小明照鏡子來舉例吧。如果鏡子中的人影真的存在,并出現(xiàn)在小明面前,大家就可以用“反小明”來稱呼他。按照科學(xué)家的設(shè)想,有那么一個(gè)神奇的地方,全部是由反食物、反建筑、反恒星等組成的,被稱為反物質(zhì)世界。

眾所周知,物質(zhì)組成依次細(xì)分為分子、原子、粒子,而粒子包括電子、質(zhì)子、中子等。按照物理學(xué)中“等效真空理論”的說法,這些粒子也會(huì)對(duì)應(yīng)著特性相反的反粒子,如反電子、反質(zhì)子、反中子等。

在反粒子的基礎(chǔ)上,科學(xué)家們提出了“反物質(zhì)”的概念,進(jìn)而推廣到反物質(zhì)宇宙。根據(jù)反粒子理論,科學(xué)家制造出了正負(fù)電子對(duì)撞機(jī),并得到反電子,很快又制造出了反質(zhì)子和反中子等。

既然正、負(fù)是相反的,正粒子和反粒子要是碰到一起,就會(huì)“同歸于盡”,這種現(xiàn)象被科學(xué)家稱為“湮滅”??墒?,宇宙大爆炸后,物質(zhì)存在至今,反物質(zhì)又去了哪里呢?

有人認(rèn)為,根據(jù)天文觀測(cè)和科學(xué)推算,大約離地球1億光年的空間范圍內(nèi)都是由正物質(zhì)組的,沒有反物質(zhì)存在??扇绻媸沁@樣,那么當(dāng)反物質(zhì)漸漸靠近正物質(zhì)世界的時(shí)候,我們生存的世界豈不是面臨著滅頂之災(zāi)?這個(gè)假說也成了一些科幻作品的思路來源。

根據(jù)量子力學(xué),能量是守恒的,宇宙大爆炸后既然產(chǎn)生了正物質(zhì),必然也會(huì)產(chǎn)生“相等”的反物質(zhì)。那么我們又如何在宇宙中找出反物質(zhì)呢?

科學(xué)家想了很多辦法尋找反物質(zhì),除發(fā)現(xiàn)了少量反粒子,并無太大收獲。原因之一是反物質(zhì)和正物質(zhì)所發(fā)出的光應(yīng)該是一樣的,所以很難從光譜上尋找到反物質(zhì)。

即便如此,反粒子的應(yīng)用價(jià)值仍是很大的。目前在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有一種基于反粒子原理的技術(shù)被廣泛利用,那就是正電子斷層造影。同其他手段相比,它可以幫助醫(yī)生更清晰地了解病人的細(xì)微病灶。

其實(shí),醫(yī)療只是反物質(zhì)應(yīng)用價(jià)值的“牛刀小試”。面對(duì)地球資源日益枯竭的現(xiàn)狀,人類急需尋找新能源,而反物質(zhì)被科學(xué)家普遍看好。理論上,反物質(zhì)蘊(yùn)含的能量是非常巨大的。制造星際航行火箭時(shí)通常需要成百上千噸液氫液氧推進(jìn)劑,但如果改用反物質(zhì)的話,只需要0.01克就足夠了!因?yàn)闅浜头礆浠旌箱螠绲倪^程會(huì)釋放驚人的能量,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過原子級(jí)別的核能。

截至目前,科學(xué)家仍未發(fā)現(xiàn)反物質(zhì),但反粒子的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用已經(jīng)讓科學(xué)家備受鼓舞。隨著技術(shù)進(jìn)步,相信發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)為期不遠(yuǎn)。



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