科學家大膽預言,掌握三種新能源技術,成為神級文明不是夢

2020-12-25 科學新視界

能源在一個文明中的地位是顯著的,工業革命以後,電能被大規模利用,人類文明再一次實現飛躍。愛因斯坦提出了質能公式,為核能的利用打下基礎。按照科幻小說裡的說法,人類文明現在還不算1級文明,低級文明要以充分利用母星能源為目標。

能充分利用一顆恆星的能源,是高級文明的標誌之一,而站在文明等級的金字塔頂端的神級文明,其強大的實力不是我們能想到的。在它們面前,恆星的能源都不夠看。有科學家提出人類要掌握三種能源技術,才能快速提高文明等級,成為神級文明也是有可能的。

可控核聚變

化石能源幾乎被開發完了所有可能性,我們得找到一個能讓人類突破的新能源,可控核聚變就是我們的目標。核能的應用一般是兩種:核裂變和核聚變,前者我們已經見識到了威力。原子彈等殺傷力強大的核武器所利用的就是核裂變,其負面作用是帶來核輻射。核輻射難以消除,廣島和長崎至今還有核輻射殘留。

比起核裂變,核聚變就好多了,太陽的能量便來自於核聚變。氫元素是核聚變反應的原料,地球上隨處可見,宇宙中更是如此。核聚變的「三重積」原理,要求我們掌握大量製備氫的能力,還有初始能量大規模供應的能力,最關鍵的是約束設備,它必須得保證自己內外完全隔熱,溫度不能下降。

這些問題想解決還有很長一段路要走,科學家目前正在攻克「電磁約束」的難關,電磁約束能把氫的同位素的原子核約束在一定空間內,保證其能量不會洩露。總而言之,可控核聚變如果能掌握,我們的工業水平將跨越數個文明等級,人類文明將實現全方位的升級。我國在核聚變研究領域已經取得了領先地位,人造太陽的出現就是證明。

反物質能源

物質由基本粒子構成,基本粒子由正負之分,物質也有正反之分。電子帶負電,反電子帶正電。質子帶正電,反質子就帶負電,它們都屬於反物質。科學家用粒子加速器來研究粒子和反物質粒子的性質,兩者對撞後,便會發生湮滅反應,釋放出伽馬射線。

只需要1克反物質,它在湮滅反應中所爆發的能量就能比肩核武器,毀滅小半個城市都沒有問題。現如今的難點在於如何在自然界中尋找反物質,我們擁有的反物質都是實驗室裡人為製造出來的。

我們也沒辦法把反物質儲存起來,實驗室裡的反物質在製造出來後,只能在空氣裡生存不到一秒鐘。又沒找到合適的「容器」儲存它,反物質能源的研究將長期處於初級階段。可控核聚變的能量確實大,卻依舊比不上反物質能源。

暗物質能源

作為宇宙中無處不在的事物,暗物質可以說是宇宙的「隱形主宰」。引力透鏡效應和微波背景輻射都證明了它的存在,暗物質由一些弱相互作用的有質量粒子構成,可能是中性粒子。它的特殊性在於它們不表現出電性,不論是正電荷還是負電荷。可惜,這樣的構成註定了暗物質難以掌握,神級文明也不一定能做到。

除此之外,暗物質還有可能由軸子構成,這種粒子在宇宙溫度下降時,會下降自身的能量密度。理論得不到證實,說明我們對暗物質的了解還不夠,暗物質能源還是遙不可及的夢。

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