一克62.5万亿美元,威力碾压原子弹,反物质为何如此神奇?
反物质是世界上最贵的东西,一克反氢原子的成本,高达62.5万亿美元,而这种只能在粒子加速器中,被微量制备的物质,也是全宇宙爆炸威力最大,能量释放最彻底的物质,没有之一。根据质能方程,能量等于质量,乘以光速的平方。如果一克反物质暴露在空气中,或者与正常物质发生接触,那么这克反物质将会瞬间湮灭,并伴随释放出,相当于4.3万吨TNT爆炸的能量。要知道“小男孩”的设计当量才2万吨!所以说,一克反物质的爆炸威力,相当于两颗早期原子弹。那么问题来了,反物质究竟是何方神圣,它的威力又为什么这么大?1928年物理学家狄拉克,第一个预言了反物质的存在,用物理学家的话来说,反物质是由与普通物质相同但带相反电荷的粒子组成的。打个不太恰当的比方,反物质和普通物质就好比是“互为相反数”的关系,它们一旦发生接触,就会彼此抵消,最后除了能量啥也不剩。根据爱因斯坦狭义相对论中的质能方程,任何形式的能量释放,本质上都是质量亏损。化学反应前后,其实质量也发生了亏损,只不过极难被测出来而已。一旦从化学反应深入到核反应,质量亏损就显而易见了,以核聚变为能量释放的氢弹,质能转化率达到了0.7%,以核裂变为能量释放的原子弹,质能转化率只有0.08%,这也是为什么氢弹威力比原子弹大的直接原因。质能转化率越高,能量释放就越彻底,相应的威力也越大,在反物质的质能转化率,达到100%的情况下,它自然而然就拥有了,一克相当于两颗原子弹的威力。和距离成功永远只剩50年的可控核聚变相比,反物质才是最理想的终极能源 。NASA的计算表明,如果有17克反物质和正常物质发生湮灭,那么释放的能量,将能让飞船到达4.22光年外的比邻星,而且跑得比核聚变飞船还快,比旅行者一号不知道高到哪里去了。但可惜的是,物理学家目前只能在高能对撞机中,短暂撞出粒子级别的反物质,只有在极少数情况下,才能用电磁陷阱,将反粒子限制在磁场中,所以目前地球上存储的反物质,其实还不够烧开一杯水。在一系列有关反物质的未来畅想,最后都会变成反物质炸弹的情况下,现阶段的人类无法制备反物质,未尝不是一件好事。毕竟比起核弹的“小打小闹”,反物质的威力虽然不至于把地球炸碎,但足以动摇地球的基本结构,引发全球范围内的次生灾害。下面讲一些非暴力的内容在大部分科幻小说和电影里,我们都能看到反物质的身影,它们要么变成了炸弹,要么是变成了飞船的能量来源,但不论是炸弹还是飞船,都还算是比较务实的科学幻想,早晚都会成真。但在另一些科幻作品中,反物质直接构成了“另一个宇宙” ,也就是平行宇宙的一种。从“反物质平行宇宙”里来的人,如果和本宇宙的“自己”发生接触,那么两个人将瞬间湮灭,并摧毁周围的一切。结语E=MC作为大名鼎鼎的质能方程,它阐明了“微小质量对应巨大能量”这一事实,理论上来说任何一克物质都拥有至少一颗原子弹的威力,但除了正反物质湮灭外,人类现在并没有发现其他能百分百转化的能量释放形式。所以说,在未来相当长一段时间内,质能转化率仅有0.7%的核聚变,都将是人类所能掌握的,最“高能”能量应用方式。从质能方程反推,巨大的能量也能再转化为微小的质量,如果未来的技术条件允许,那么人类完全可以用能量生成物质,制造所需的一切,甚至是将自身纯能化。
反物质炸弹爆炸会是什么景象?
反物质极不稳定,它可以把接触到的任何东西化为灰烬……连空气也概莫能外。仅仅一克反物质就相当于4000多万吨当量的核炸弹的能量——比当年扔在广岛的那颗原子弹要强2000多倍。当物质与反物质接触,原子最外层的电子因为所带电荷相反而抵消,原子核中的质子也因同样的原因相互抵消,而反中子因磁性与中子相反而与中子进行强烈的碰撞发出惊人的能量。爱因斯坦曾计算过这种完整的能量释放比率,跟这种完全的能量释放相比,核裂变核聚变就像划燃一根安全火柴一样微不足道。麻烦采纳,谢谢!
反物质到底是啥?据说几克这玩意儿就能炸掉地球,是真的吗?如果是真的话,这玩意儿比核弹可不是厉害一点
反物质在物理学上指反原子核由反质子和反中子组成的带负电荷的物质。反核子组成反原子核,反原子核和正电子组成反原子,各种反原子组成各种反物质。反物质是一种假想的物质形式,在粒子物理学里,反物质是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的,如同普通物质是由普通粒子所构成的。物质与反物质的结合,会如同粒子与反粒子结合一般,导致两者湮灭,且因而释放出高能光子或伽玛射线。1932年由美国物理学家卡尔·安德森在实验中证实了正电子的存在。随后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子。自然界纷呈多样的宏观物体还原到微观本源,它们都是由质子、中子和电子所组成的。这些粒子因而被称为基本粒子,意指它们是构造世上万物的基本砖块,事实上基本粒子世界并没有这么简单。在30年代初,就有人发现了带正电的电子,这是人们认识反物质的第一步。到了50年代,随着反质子和反中子的发现,人们开始明确地意识到,任何基本粒子都在自然界中有相应的反粒子存在。反物质是正常物质的反状态。当正反物质相遇时,双方就会相互湮灭抵消,发生爆炸并产生巨大能量。能量释放率要远高于氢弹爆炸。在丹·布朗的小说《天使与魔鬼》里,恐怖分子企图从欧洲核子中心盗取反物质,进而炸毁整座梵蒂冈城。与此类似的是,YQZ的小说《末日大逃亡之地球毁灭》中,男女主角在费米国家实验室科学家的帮助下,成功地用运载35克反物质的洲际导弹炸毁了撞向南极洲飞船基地的中子星,而它曾经受数千枚核弹狂轰滥炸却毫发无伤。
为何说天体生物学,是过去百年间最幸运和最不幸的学科?
这是因为天体生物学得到了大力的支持,但是由于并没有发现一些外星生物,所以也使得现在天体生物学往往只是一些空谈。而且一旦发现外星生物的话,将会给人类带来非常大的不幸以及损失,因为外星生物的能力可能会远远超过人类,这也导致现在天体生物学出现了一个非常尴尬的处境。一方面希望尽快地发现一些外星生物,但是一方面又害怕这些外星生物给人类带来非常大的灾难。外星生物也一直是人类所研究的课题,因为现在大家所熟知的高等生物只有人类,但是大家都认为在宇宙中一定还存在着其他的生物。人类想一直探索太空,但是对于外星生物也一直存在着非常大的抵触心理,这主要是因为外星生物一旦对于人类处于攻击的态度的话,将会使人类的生存以及发展带来很大的危害。所以天体生物学这个学科一直是非常矛盾的,因为很多人都不知道有没有外星生物的存在,但是一旦有外星生物的存在,是否证明外星生物对人类有没有好处,所以现在天使生物学的研究者都处在一个非常矛盾的心理状态。因为他们一方面希望找到外星生物,但是一方面又不希望找到太空生物。当然是否存在外星生物,这主要看人类的发展水平能够达到什么样的程度,一旦出现外星生物的话,人类是否有能力应对,如果没有能力应对的话,人类应该如何避免发生灾难。
什么是天体生物学
据了解,天体生物学,指研究天体上存在生物的条件及探测天体上是否有生物存在的学科。地外生物学,又称外空生物学,在天文学中,是研究太阳系除地球外其他行星及其卫星上和其他恒星的行星系上可能存在生命现象的理论,以及探讨探测方法和手段的交叉学科。
研究地球以外的天体上生物存在的学科。研究其他天体上是否存在生物的问题,首先要明确那里是否具备存在类似地球上生命的必要条件。①必要的组成物质:即能够合成有机物的碳、氢、氧、氮等元素。现在已知这些元素在宇宙中是相当普遍存在的。②适宜的温度:生命需要光和热,但又必须适中。在高温下碳原子的化学键会破坏,而过低的温度又会使生命所必需的生物过程停顿。③液态的水:这是生物体必要的组成成分,也是生物体内进行各种生物化学反应的必要介质。④大气:许多作为生命起源的天然有机物,必须在大气中通过紫外线照射和电火花才能合成。大气还起保护作用,使生命免受陨石和宇宙线的伤害,使水不致大量汽化而逸失。⑤必要的时间:上述条件必须存在很长时间,然后才会有生命的产生和发展。
恒星温度太高,任何生命形态都不可能存在;小行星、彗星等体积太小,不能保持厚层大气,无法维持生命的发生和发展。只有一部分行星和某些卫星才有可能具备上述条件。太阳系内,水星表面温度约为400℃,日夜温差很大;金星表面温度约480℃,木星约-140℃,土星约-180℃,天王星、海王星和冥王星的表面温度更低,都不适于生命存在。对于火星,宇宙飞船着陆探测结果表明,在火星着陆点附近土壤中尚未发现任何生命形态。月球上白昼温度高达127℃,夜晚温度又低至-183℃,而且月球上既无大气,又无液态水,不具备生命存在的条件。登月探测并未发现月球上有生命存在。有些科学家认为土星的一颗卫星──土卫六,可能存在生命,但尚待证实。即使太阳系内其他行星、卫星都不存在生命,也不能说宇宙间只有地球上才有生命(见其他行星系)。银河系估计有几百亿颗行星,其中约有100万颗可能具有类似地球这样能够孕育生命的行星。在星际空间中已经发现五十种以上的星际分子。在落到澳大利亚默奇森和美国肯塔基地区的陨石中,已发现氨基酸这种有机物。这些都表明宇宙中其他天体可能存在生命。
地球上产生生命的基础是碳和水。但在其他天体上产生生命的基础不一定是碳分子,可能是其他分子,例如硅。其他天体上生命存在的条件和进化的道路有可能与地球上的生物很不相同。另外,如果构成生命的基本粒子并不结成通常所称的原子和分子,那就会形成完全不同的生物。即使由分子组成的生物也不一定会和地球上相似。那种生物可能由超导物质组成,其形状和性质就会完全不同。