科學家正致力愛因斯坦質能方程逆向研究,一旦成功或可證宇宙真假

2020-12-23 水木長龍探索科學宇宙

長久以來,人類都認為宇宙浩瀚無邊,無窮無盡。

「莊子.雜篇.庚桑楚」裡有言:「有實而無乎處者,宇也;有長而無本剽者,宙也。」即是說明了宇(空間)宙(時間)的無邊無際,無始無終。

「墨經」裡有言:「久(古音同『宙』),彌異時也;宇,彌異所也。」同樣解釋說明了宇宙的浩瀚無邊,無窮無盡。

東漢張衡在其天文學名著「靈憲」裡同樣提到:「宇之表無極,宙之端無窮。」

唐代柳宗元同樣認為:「無極之極,莽彌非垠」;「東西南北,其極無方」,更是指出了宇宙的無邊無際。

不但古人對宇宙的認識如此,幾千年以來,人類對宇宙的認識基本上都如此。人類對自己的認知和自信,如同根深蒂固的千年古樹,穩如泰山的萬載磐石,可謂是早已尊奉成了真理,篤信不疑。

宇宙真的很大、無邊無際嗎?我們眼睛所看到的宇宙,真的如我們所看到的那樣嗎?你是否懷疑過,幾千年以來人類對宇宙的認知也許並不正確?探索科學,探索宇宙,水木長龍與您繼續我們的探索之旅。

在開始宇宙大小的探討前,以及科學家對愛因斯坦質能方程的逆向運用原理的分析論述前,我們可以先回顧一下科學史上幾個裡程碑式的革新。

託勒密的地心說,牛頓的絕對時空觀,歐幾裡得幾何,曾經也被人類篤信不疑地奉為真理,一直統治了人類許多世紀。而最終,哥白尼的「日心說」推翻了「地心說」,愛因斯坦的相對時空論碾碎了牛頓的絕對時空論,黎曼幾何彌補了歐氏幾何的不完善之處。

在早期科研領域,科研人員只要談及人造衛星,其工作職位就會岌岌可危,因為大部分科研工作者都認為人造衛星簡直就是天方夜譚,根本不現實;更不相信人類能從地球登到月球上去。但今天,這些所謂的不可能,曾經被嘲諷為「天方夜譚」的不現實,都已實現。尤其「人造衛星」時時刻刻都在服務著人類,成了幾乎所有領域都離不開的服務對象。

由此可見,科學的發展,人類的進步,認識的提高,是建立在不斷打破舊有理論認知、不斷探索新發現之上的,否則人類只能在原地踏步。不是嗎?

接下來我們就來深入探討分析宇宙之大小,宇宙之真假。

眾所周知,愛因斯坦最著名的方程就是我們耳熟能詳的「質能方程」(E=mc,E代表能量,m代表質量,c為光速),它是描述質量和能量之間相互轉化時所遵循的一種當量關係。簡單而言,質量和能量是相互聯繫的整體,消失的能量,不只會發生其它能量形式的轉移,也有可能會轉化成質量,反之亦然。這就是愛因斯坦在相對論中提出的著名的「質能守恆定律」,它是「能量守恆定律」的延伸擴展和完善補充。

正是愛因斯坦的質能方程,促進了對原子核的研究,為獲取原子核內隱藏的巨大能量提供了理論支持。通過愛因斯坦質能方程,可以計算出核變反應中原子核的質量虧損與轉化成的核能量之間的對應關係,從而也就使可控式核裂變(已用於發電站)、核聚變成為可能。

而未來,人類若能夠掌握可控式核聚變,便可以完全淘汰掉煤炭、石油、天然氣等有汙染的化石能源,因為核聚變是非常清潔的一種能源;並可以淨化海洋,解決霧霾、溫室效應等環境問題;還可以為星際飛船輕鬆提供所需消耗的大量能量。而所有的這一切——未來即將實現的科學成就,都離不開愛因斯坦的質能方程。

我們討論了這麼多,其實也只是運用了愛因斯坦質能方程的一半,為什麼這樣說呢?因為愛因斯坦的質能方程,不是單向的,而是雙向的——理論上,既可以計算物質向能量的轉化,也可以計算能量向物質的轉化。而前面我們討論的原子核能量的獲取,只是單向的。目前,人類比較容易掌握的僅是「物質—>能量」的轉化,而「能量—>物質」的轉化並不能隨心所欲。

不過,愛因斯坦質能方程的逆向研究(能量—>物質),科學家們早已著手開始,並有初步的成效,儘管只是在微觀粒子的尺度上。相信總有一天,愛因斯坦質能方程的雙向運用,一定可以被我們科學家們駕輕就熟地全部掌握。到時候,憑空創造一件物體,一棟房子,甚至一個人,或許都不在話下。

這比「全息投影技術」又更先進了一步。全息投影技術,我們僅是從視覺上感覺很真實;而運用愛因斯坦質能方程的逆向技術——能量到物質的研究,不妨我們稱之為「全息仿真技術」,不只在視覺上感到真實,且在觸覺上同樣感覺真實無比,因為當我們用手去觸碰時,「全息仿真技術」通過從能量轉化而來的物質,與真實物質幾無二致,可謂一模一樣。科學家此時可能會發現,「全息仿真技術」的難點在於怎樣讓轉化出來的「物質實體」能夠保持更長久的時間,這與「可控核聚變」不好控制掌握一樣困難,甚至更加困難。

探索是人類的愛好,研究創造是人類的興趣,而研究成果就是對人類褒獎的動力。如果未來人類完全可以雙向掌握愛因斯坦質能方程的運用技巧,別說創造出來一件物體,一個人類,或許創造出一個太陽系,一個銀河系,甚至一個小宇宙(可以通過光影視覺動態效應——相對位置隨著人的移動而動態緩移,讓視覺感覺起來如同是一個無邊無際的宇宙,即使宇宙僅有一間房子大小。),也並非不可能。

可以思考一個問題:屆時,當我們置身於被我們人類自己創造出來的銀河系之內時,又如何能辨別所在銀河系不是自然的銀河系,而是被人工製造出來的呢?同理,不妨也思考一下,我們現在所在的宇宙究竟是真還是假呢?會不會是某高智慧生物通過前面我們探討的「全息仿真技術」創造出來的?

今天的分享就到這裡,感謝對水木的支持。

本篇文章「水木長龍」原創,轉載標明出處,謝謝!

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  • 沒有愛因斯坦的質能方程,就造不出原子彈嗎?
    這幾天我們談論的很多經典公式、論戰、實驗都離不開愛因斯坦,愛因斯坦的確是科學史上最最偉大的科學家之一。而提到愛因斯坦,則不能忽略他的質能公式,這個被譽為世界十大經典公式之一的質能公式,很多人說它的副產品就是原子彈。那麼沒有質能公式,就造不出原子彈嗎?
  • 按照質能方程E=mc^2,能量能轉化為物質麼?
    質能方程的由來要了解這個問題,我們就要先把質能方程搞明白。或者說,我們應該搞明白的是物質、質量和能量這三者的關係。這要從1905年說起了,這一年是愛因斯坦人生當中最高光的時刻了。在這一年,愛因斯坦接連發表了多篇開創性論文。
  • 質能方程E=mc^2是如何被愛因斯坦發現的?
    光速不變原理在1905年,愛因斯坦發表了數篇具有開創性的論文,其中就包括光電效應,布朗運動,狹義相對論以及狹義相對論的補充篇:質能等價。(質能方程E=mc^2其實就是在質能等價這篇論文當中的)也就是說,質能等價理論其實是狹義相對論當中的一部分。
  • 愛因斯坦質能方程百年後證明為正確(圖)
    愛因斯坦質能方程北京時間11月25日消息,據美國物理學家組織網報導,雖然歷時100多年時間,但愛因斯坦的著名質能方程式E=mc2最終得以確證,這要歸功於法國、德國和匈牙利物理學家的共同努力。但令科學家不解的是,膠子的質量為零,夸克的質量也只佔5%,那剩下的95%哪去了呢?根據美國《科學》雜誌20日刊登的一項研究,另外的95%來源於夸克和膠子的移動以及相互作用。換句話說,能量和質量是可以相互轉換的,這也正是愛因斯坦在1905年提出的狹義相對論所持的觀點。根據愛因斯坦的方程式e=mc2,質量能夠轉換成能量,能量也能轉換成質量。
  • 物理學史上最著名的方程——質能方程
    什麼是質能方程?1905年,愛因斯坦在深入研究物體慣性和它自身能量的關係之後,提出了物理學史上最著名的方程——質能方程,即E=mc2。這個方程式出名到什麼程度呢?質能方程表述為物質的能量(E)等於物質的質量(m)和光速平方(c2)的乘積。E=mc2也許是你見過的最簡單的公式之一,但是它的意義卻大到可以用「開創性」來形容。愛因斯坦第一次揭露了質量和能量的關係,打破了質量守恆的傳統認知。質能方程表明,質量和能量可以相互轉化。質量和能量,這是兩個極其重要的基本物理量。
  • 我們能不能批判愛因斯坦的質能方程E=mc²?
    那麼,在愛因斯坦的質能方程中,能量肯定也正比於正比於質量以及速度的平方,所以這裡的速度無論是不是光速,至少速度一定是平方項,而不能是你說的一次方或者三次方,這個是最簡單也是最重要的物理分析——量綱分析。一個人能不能學好物理,需要看兩點。
  • 愛因斯坦的這三個定義真的創造了宇宙嗎?
    科學是人類探索研究感悟宇宙萬物變化規律的知識體系的總稱。宇宙中的奧秘是人類永遠捉摸不透的,大自然中的很多奇觀、建築、現象等等也都是令人震撼的,那麼愛因斯坦的這三個定義真的創造了宇宙嗎?,科學家又做何解釋?今天小編就給大家分析一下!
  • 被人類誤解最深的公式:質能方程,隱含著宇宙構成之謎
    誤會最深的物理學定律質能方程一直以來都是被誤解的最深的物理學公式。有人認為它是原子彈和氫彈的原理,還有人把這裡表達的質能關係搞錯。那我們先從把質能方程當成是指製造原子彈和氫彈的原理的說法說起。這個說法到底對不對呢?
  • 我們該如何理解愛因斯坦質能方程
    該文是關於如何理解愛氏質能方程的內容。寫這一篇文章,當然是因為它和前面的很多章節是有密切聯繫的。我希望每一個看此作品的人,都要保持懷疑態度。是因為一個人的學識有限,能力有限,想像有限。我的能力更不值得一提。即使你們面對愛因斯坦,也保持懷疑態度,是好的。最好能發現疑點,以發問的形式告訴大家。
  • 你會推導質能方程嗎?
    我想應該是質能方程E=MC2,它將自然界中最重要的幾個量——能量、質量和光速聯繫到了一起。你知道質能方程表示什麼含義嗎?它是如何推導出來的呢?今天就來講一下這個問題。;關於狹義相對論和質能方程的論述更是開拓了全新的時空觀,刷新了人類對整個宇宙的認識。
  • 愛因斯坦的質能方程E=mc^2,能量怎麼會與光速產生關係?
    >在物理學的發展中有很多的科學理念已經深入人心,例如:光的本質、太陽系的模型、起源以及宇宙的起源方式,不僅如此我們還將一些理論以非常簡潔的數學形式表達了出來,如:E=mc^2,這個方程是所有物理公式中包含信息量最大、能量最大、最簡單的數學公式,甚至可以說它已經簡單到了讓人難以置信的程度。
  • 「愛因斯坦的預言又對了」,但能抵消他這5個錯誤嗎?
    「愛因斯坦的預言又對了」,但能抵消他這5個錯誤嗎?宇宙常數抵消了宇宙中引力收縮的趨勢,從而得到靜態宇宙的解。然而,沒過多久,天文學家發現了宇宙並非靜止而是在膨脹的證據,愛因斯坦也因此放棄了宇宙常數,將其從方程中去掉。有傳言稱,愛因斯坦將這當成他「一生中最大的錯誤」。不過,在1998年愛因斯坦去世之後,天文學家發現宇宙不僅在膨脹,而且膨脹隨著時間推移逐漸加速。為了解釋這一現象,科學家又將宇宙常數重新引入了廣義相對論方程。
  • 愛因斯坦的質能方程E=mc^2中,能量怎會同光速產生關係?
    在物理學的發展中有很多的科學理念已經深入人心,例如:光的本質、太陽系的模型、起源以及宇宙的起源方式,不僅如此我們還將一些理論以非常簡潔的數學形式表達了出來,如:E=mc^2,這個方程是所有物理公式中包含信息量最大、能量最大、最簡單的數學公式,甚至可以說它已經簡單到了讓人難以置信的程度。
  • 網友問:愛因斯坦的質能方程,是怎麼推導出來的?
    利用洛倫茲變換,很容易推導出質能方程。質能方程是愛因斯坦,在1905年發表的論文《物體慣性時候決定其內能?》中提出來的,描述了物質的質量和能量之間的關係。利用相對論質增關係,然後結合動量定理和動能定理,就可以推導出質能方程。相對論動能E=mc^2-m0c^2=Δmc^2,其中Δm=m-m0。描述:一個物體包含的總能量,可以分為相對論質增效應的能量,和一個固有能量m0c^2。
  • 質能方程為什麼是E=M*C^2?
    整個過程稍微需要一點點的微積分就能求出來,隨便翻一本大學物理學教材或者網上搜一下都能找到,可問題是,如果你不是理科生,數學和物理全忘了。估計,看完後也是不知所云。就好像當初物理學家洛倫茲和數學家龐加萊就曾經無限接近狹義相對論,可結果呢,還是以失敗而告終。
  • 愛因斯坦真正偉大之處是什麼?科學家:敢於承認錯誤!
    愛因斯坦的偉大之處就是敢於打破常規,提出與前人不同的觀點,哪怕是牛頓的經典力學。而在宇宙方面,通常我們於生具來的感受與知覺告訴我們,空間是空間,時間是時間,二者各自絕對獨立並豪無關聯地客觀存在著。愛因斯坦的偉大就在於,他告訴我們:空間與時間根本不是原有的那種關係,我們被原有的感受與知覺給欺騙了。愛因斯坦的偉大還在於敢於承認錯誤,正像中國古語所言:人非聖賢孰能無過。愛因斯坦在研究宇宙常數的時候,曾經犯過一個錯誤。宇宙常數其實還是愛因斯坦最先提出的。1917年愛因斯坦利用他的引力場方程,對宇宙整體進行了考察。
  • 愛因斯坦竟不是由於相對論而獲得諾貝爾獎
    質量與能量是等價的,它們的關係被愛因斯坦總結在著名的質能方程E=mC2中,這或許是迄今為止家喻戶曉、婦孺皆知的唯一物理方程。質量與能量的關係:在經典力學中,質量和能量之間是相互獨立、沒有關係的。在經典力學中彼此獨立的質量守恆和能量守恆定律,在愛因斯的世界裡被歸在了 成了統一的「質能守恆定律」,它充分反映了物質和運動的統一性鈾原子核裂變為兩個小的原子核時,很小的一點質量虧損會釋放出巨大的能量,這就是質能方程的眾多推論之一。
  • 【基礎物理No.5】質能方程守恆及E=mc²推導
    能量守恆與動量守恆是我們現在生活在這個宇宙所要求的,這也正是為什麼E=mc²。質能方程:質能方程E=mc²,E表示能量,m代表質量,而c則表示光速(常量,c=299792.458km/s)。由阿爾伯特·愛因斯坦提出。該方程主要用來解釋核變反應中的質量虧損和級和計算高能物理中粒子的能量。
  • 用愛因斯坦的質能方程計算,500克的電能等於多少千瓦時的電能?
    首先,電是不能用斤這樣的單位來描述的,因為電作為能量是沒有質量的,我們只能用愛因斯坦的質能方程計算,能量和物質之間的等價關係。那麼一公斤電等於多少度電呢?想要解答這個問題,需要用到愛因斯坦的狹義相對論中給出的「質能方程」E=mc^2,這個對人類世界觀產生了重大影響的公式。
  • 質能方程是如何推導出來的?
    質能方程的推導需要用到狹義相對論中的質速關係(從洛倫茲變換中得到):質速關係表明,物體的慣性質量並非一個不變的常數,而是會隨著速度v的加快而變大。當速度v趨於光速c時,原本靜質量只有m0的物體,運動質量m會增大到無窮。