反物质威力有多大?科学家:引发通古斯大爆炸,毁伤2000平方公里

99娱乐网99娱乐网 森罗万象 2023-11-11 18:00:01 382 0
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在人类历史上有三个尚无法完美解释的神秘爆炸,它们分别是发生在3600多年前的“印度死丘事件”,发生于1626年5月30日的“王恭厂大爆炸”,发生在1908年6月30的“通古斯大爆炸”

其中尤以通古斯大爆炸最为接近,因此有关这次爆炸事件的资料也最为详细,这场发生在20世纪初俄罗斯西伯利亚森林的爆炸事件,毁伤范围达到了惊人的2000平方公里,可以说是远远超出了当时热武器的毁伤效应,因此长期以来有关通古斯大爆炸的原因,科学界一直众说纷纭。

美国科学界在上世纪60年代认为,通古斯大爆炸并非小行星袭击造成的,更不可能是核武器爆炸,因为当时原子弹之父都还没出生,真正造成通古斯大爆炸的其实是反物质,即一种质能转化率高达百分百的超级能源,而这些反物质就是陨石带来的。

但什么是反物质,它的威力为啥这么大?

物理学家告诉我们,世间一切物质归根结底都是由原子构成的,而原子内部是原子核与核外电子,正常情况下核外电子都是负电,而反物质就是一直质量和带电量与普通物质完全一样,只是电荷相反的物质,也就是它们携带正电。

正电与负电的差别,导致了反物质一旦和正常物质发生接触就会瞬间湮灭成纯能量,也就是一克反物质与正常物质接触后,宇宙中的就会凭空消失两克物质,然后释放出磅礴的能量,这股能量有多大呢?

根据爱因斯坦狭义相对论中的质能方程E=MC^2,1克“反物质”能释放相当于4000多万吨TNT炸药的能量,比当年美国扔在日本广岛的原子弹的威力强2000倍。

这一切都是因为反物质的质能转化率达到了100%,而核聚变的质能转化率只有0.4%,核裂变只有0.135%,至于我们日常生活中的化学燃料,质能转化率差不多无线接近于0,因为化学燃料只是分子阶段的能量转移,远远比不上核反应,更比不上正反物质湮灭,因此化学反应前后质量不变也才能行得通。

然而目前除了宇宙中存在的天然反物质外,人工合成反物质的难度和成本都是非常高的,因为反物质只能在造价千亿美元的加速器中产生,且每次产生的都是原子级别的反物质,比如2010年11月17日,欧洲核子研究中心通过大型强子对撞机,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。

在这种情况下,想要制备一克反物质就需要60多万亿美元,而且这些反物质还不能用常规手段储存,因为它们一旦与正常物质发生接触就会爆炸,所以只能用电磁陷阱来使反物质悬浮在高度真空环境中,然后再对其进行更深入的研究。

由于反物质湮灭后除了能量基本什么都不会留下来,所以用反物质来解释通古斯大爆炸还是比较合理的,但一个悬而未决的问题是:我们的宇宙为何会有反物质?

 

目前的宇宙学模型认为,我们的宇宙起源于138.2亿年前的一次大爆炸,当时宇宙中的能量开始大批量转为质量,宇宙中的正物质刚好比反物质多一丢丢,所以造成了宇宙层面的对称性破缺,进而才有了如今的物质宇宙,以及物质构成的我们。

在这种情况下,我们的宇宙存在反物质几乎是不可能的,但凡事皆有例外,天文学界认为在宇宙中高度真空的“宇宙空洞”内,很有可能存在大量反物质,它们在几乎不存在正常物质的空洞内可以长期稳定存在,等待人类去发现开采。

反物质的应用前景有多大?

在物理学家眼里,质能转化率达到100%的反物质就是宇宙中当之无愧的终极能源,因为它已经达到了能量释放的极限,整个过程完全没有质量被浪费掉,所以一克反物质产生能量就够整个人类文明用相当长时间。

如果用反物质来给目前的飞船供能,那么前往5500万公里外的火星将不需要半年,而只需要1个半月,而如果将飞船的推进装置从工质推进再转化为辐射推进或者电脉冲的话,反物质飞船的速度将达到准相对论水平,也就是光速的五分之一甚至更快,届时人类文明就能真正实现遨游太阳系的梦想了。

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