事實上「反物質」是無法被人類所利用的,但我們應該為此高興

2020-12-17 宋佳雨說事

事實上「反物質」是無法被人類所利用的,但我們應該為此高興

相信愛好科學的朋友們已經聽說過歐洲核子研究中心,有些人知道它是全球資訊網的所在地,但很少有人知道它的主要工作是什麼,實際上它是一個歐洲粒子物理實驗中心。但是,隨著丹·布朗的小說《魔鬼與天使》的出版,歐洲核子研究中心已經成為日內瓦著名的反物質生產實驗室。這本書的大部分內容都是虛構的,這些虛構的情節在很大程度上誤導了人們對反物質的認識。

普遍誤解反物質物質

在Brown的小說中,開篇用了一個很大的標題「真相」。在這篇文章中,作者寫到:「反物質不會產生任何汙染或輻射,而且極不穩定,會燒毀任何接觸到的物質,1克反物質所含的能量相當於20000噸當量的原子彈。」這篇文章中,歐洲核子研究中心創造了「第一個反物質粒子」,隨後揭開帷幕,開始討論「這種高度敏感的物質是拯救世界還是…是用來製造有史以來最危險的武器」。假如有看過小編以前的文章肯定對這樣的描述有自己的判斷。

這樣的「真相」不僅誤導了每個人,甚至是毫無意義的,但布朗小說的忠實讀者卻不會這樣認為。我們都知道,反粒子是在80年前被製造出來的;歐洲核子研究中心近10年來,它更是合成了少量的反氫原子;為了使大量的反原子結合在一起,形成宏觀可見的反物質,即使沒有考慮如何儲存,目前的技術也無法實現,並且在可預見的未來仍無法實現。但仍有人對反物質武器表示擔憂。我想,這些流言是無法消散的,正如阿拉伯瓶裡的妖怪不會甘心回到瓶裡一樣。

布朗小說中的虛構

一位科學家報告說,教皇在《天使與惡魔》中做了一個實驗,就是製造反物質,這和盤古在那一年開天闢地的實驗是一樣的。事實上,反物質的發現已有數十年的歷史。宇宙大爆炸產生了我們所知道的所有能量、物質和整個宇宙,包括宇宙中的時空。我們還不能理解其中的奧妙。我們不能還原大爆炸這件神奇的事件,但我們可以研究之後發生的事情,它們最終將構成我們現在的宇宙。

巨大的能量在大爆炸之後轉變為物質和反物質。能是一種能被測量的存在。能源公司會在你消耗完能源後向你收費。如果你創造了一對物質和一組反物質,注入的能量等於它們湮滅時釋放的能量。您無法憑空獲得物質。若倒轉這一過程,當物質與反物質相遇時,就會湮滅成輻射能。在《天使與魔鬼》的序言中,這些能量是真實存在的,反物質被描述為完美的能量來源,「沒有任何汙染或輻射,只是一點微粒就足以供應紐約市一整天的能量。」如果沒有接觸到物質,反物質可能不會放出輻射,為了利用能量,需要將其與物質發生湮滅,此時會以輻射的形式釋放出其中所含的能量,如γ射線。

這篇小說描述實驗室的演示,也承認了輻射的存在,因為科學家要求男主角不要直視樣品,並且「遮住眼睛」事實上,輻射不屬於可見光的範圍,所以根本看不見,但卻會導致嚴重的細胞損傷,所以其實更應該保護身體的其他部分。現在告訴別人需要保護γ射線,並且宣稱「沒有副產品,沒有輻射,沒有汙染」,看起來是多麼荒唐。

令人失望的是,反物質無法「拯救地球」

當我們製造反物質時,第一步就是消耗能量來製造,但是在製造的過程中會消耗能量,反粒子的產生速度接近光速,所以需要更多的能量來馴服他們。許多反粒子在製備和存儲過程中丟失了,因此產生反粒子所消耗的能量將永遠丟失。其結果就是製造反物質後湮滅的能量還沒有用來製造它所用的能量高。

假設我們發現了大量含有來自於大自然饋贈的能量的反物質,那麼我們現在就可以使用它,而現在的能源問題或許可以從根本上解決。但如果我們要自己製造反物質,它基本上就像製造電池一樣,它所釋放出來的能量比最初輸入的能量還要少。實在對不起,反物質並非「拯救地球」的靈丹妙藥。還好,它也不是「最致命的武器」。

看這兒你可能有一點失望,曾經被認為很炫酷的反物質其實並沒有被我們人類所利用,但是小編覺得這可能是件好事,我們不必擔心人類整天懸在頭頂致命武器。您認為怎麼樣?

相關焦點

  • 何為反物質,反物質的源泉,對反物質人類知多少?
    宇宙是由物質組成的,其中一個更有趣的存在就是反物質。反物質是一種較正常物質而言,僅具有相反電核的物質,除此之外,據我們所知道的,它的行為方式與正常物質一樣,如果你有很多個反物質,它就可以形成原子,形成星球甚至外星物種。
  • 反物質是什麼,人類是如何發現反物質的?
    實際上,在接近光速的級別時,我們需要運用另一種速度疊加公式(洛倫茲變換)來計算,那就是:如果你願意試一下的話,就會發現,當兩個疊加的速度都很小時,分母幾乎等於1,這個公式和伽利略變換就沒什麼區別;而當它們接近光速乃至等於光速的時候,計算結果也永遠無法超過光速。
  • 氫的反物質「反氫」的物理性質被CERN測量,反物質研究迎來突破!
    一般來說,為了理解宇宙的形成與演化,科學家除了需要利用太空望遠鏡和空間探測器外,還需要對現有的宏觀物質進行比較分析。但這裡又碰到了一個難題,那就是反物質太少了,對比材料嚴重不足。我們知道,如今的宇宙中,反物質的比例是遠小於正物質的,但是根據粒子物理學經典模型預測,在宇宙大爆炸發生之後,應存在等量的物質和反物質,而事實卻預支相反,這正是物理學界的一個重大謎題。反物質是指和正物質相反的物質,我們知道物質由原子組成,原子中帶電的粒子為質子和電子,其中電子帶正電,質子帶負電。
  • 反物質實驗,人類將開啟通往另一個未知世界的大門
    神秘世界的大門概念圖宇宙物質的反面是否匿藏著一個,我們人類還未曾發現的神秘世界?一直是人類期待揭曉的謎題。
  • 如何區分由反物質和物質組成的黑洞?
    根據我們現有的理解,我們還不能將反物質的黑洞和正常的由物質組成的黑洞區分開。事實上,如果它們有相同的質量,電荷量,角動量,二者間將沒有區別。首先,反物質與普通物質一樣,除了電荷和一些其他性質被翻轉。反物質有正質量,並且以相同的方式受到重力影響。反物質在宇宙中很罕見,因而奇異。但它在遵循物理原則上並不奇異。反物質餅乾在人們看來就和普通餅乾一樣。所以,將反物質引入話題並不會引入任何陌生而奇異的東西。我們可以輕而易舉地問出:「由氫氣組成的黑洞和氦氣組成的黑洞有什麼區別?」答案是並沒有區別。
  • 反物質並非只是湮滅釋放能量,它已經在拯救我們人類的生命
    其中有我們熟知的科學家:艾琳(居裡夫人之女),弗雷德裡克·約裡奧,但後來他們又在1935年因製造短壽命放射性核素而獲得當年的諾貝爾化學獎,這也應該是說:金子總會發光。正電子,作為一個異類,來到我們的世界,它會發現,它一出生,就會被大量的負電子包圍,要與之決鬥。
  • 產生反物質的雷射有多強?
    出品:科普中國 製作:寒木釣萌團隊 監製:中國科學院計算機網絡信息中心 近日,「中科院上海光機所利用超強超短雷射成功產生反物質」這則新聞廣為傳播。這是國內首次報導利用雷射產生反物質。不過,很多網友在被「反物質」一詞吸引的同時,卻忽略了背後另一個更重大且更有意義的成就——中國在「超強超短雷射」上的一些突破。
  • 關於物質-反物質對稱性破缺的發現
    撰文 | 陳繕真(義大利核物理研究院) 2019年3月,歐洲核子研究中心(CERN)的物理學家宣布,他們在粲夸克系統中也找到物質和反物質不完全對稱的證據。「物質和反物質」、「對稱與不對稱」,這究竟是怎麼一回事呢?讓我們從頭說起。
  • 人類如果掌握了反重力技術,世界將會怎樣?
    但如果我們能改變它呢?地心引力使我們能站在地面上,使我們繞著太陽轉,並使太陽系能在銀河系中運動。但儘管我們把引力稱為一種「力」,但它實際上比其它的「力」更複雜。正如愛因斯坦在他的廣義相對論中,所闡述的那樣,引力實際上是質量彎曲時空的結果。物體質量越大,它的引力就越大。
  • 在宇宙中,反物質和暗物質有什麼區別?
    在目前的宇宙學模型中,能被人類從電磁波頻段「」看見」的物質,只佔到宇宙質能總量的4.9% 「可見物質」之外,是佔比26.8%的暗物質和佔比68.3%的暗能量,迄今為止人類也能發現它們的存在。
  • 為何我們直到今天才觀察到反氫的光譜?為何研究反物質如此困難?
    反物質的問題在於你不能讓它接觸任何東西。一旦接觸:砰。雖說考慮到我們一次只能用上一些原子,它還不止「砰」的一聲。由於其生成方式,避免反物質觸碰任何東西特別棘手。在自然界,反物質不會大量存在,因為就和其它所有事物一樣,它最終會撞上什麼東西,但和其它所有事物不同的是,它只能撞上一次。
  • 研究反物質:尋找另一個「我」
    相信大家對質量轉換為能量的例子並不陌生——核裂變和核聚變——虧損的原子核質量轉化為巨大能量並釋放,這為我們人類永久解決能源問題帶來曙光。那麼現在你要獲得反物質,即「製造」一定質量的反粒子,理論上只需要將一定的能量轉化為質量就可以。你要獲得的反物質粒子質量越大,需要消耗的能量也就越大。但是,能量轉化出來的並不只有反物質,還伴隨有等量的物質產生。
  • 宇宙三大謎:反物質失蹤、黑色太空及DNA代碼
    一,反物質失蹤之謎138億年前的一瞬,「砰」的一聲,宇宙從「奇點」爆炸,物質粒子與反物質粒子同時誕生又逐對湮滅。也許「上帝」出了偏差,物質總量比反物質多了十億分之一。奧伯斯佯謬:假如宇宙是穩定而且無限的,而且有無數的發光星體,那麼無論望向天空的哪一個位置,都應該看到一顆星體,夜空就應該是完全明亮的。---18世紀,德國天文學家海因裡希·奧伯斯。
  • 觸摸「反物質世界」的大門,只需要你手中的香蕉
    相信大家對質量轉換為能量的例子並不陌生——核裂變和核聚變——虧損的原子核質量轉化為巨大能量並釋放,這為我們人類永久解決能源問題帶來曙光。要獲得反物質,即,產生一定質量的粒子,理論上只需要將一定的能量轉化為質量就可以。
  • 地球上最貴的物質,每克價值62萬億美元,人類想星際旅行要靠它
    我們都知道,飛船是需要燃料的,那麼,反物質飛船又需要哪些燃料呢?答案就是「反物質」,而且如果人類真的擁有了反物質飛船,擁有了用不完的反物質燃料,那麼,只需要幾十毫克的反物質,就可以去一趟火星。以目前的化學燃料飛船來看,如果人類想要去一趟火星,至少需要上萬噸的化學燃料才可以,而上文中我們提到的反物質燃料所需要的重量,對比顯而易見,所以,很多研究者才會表示,如果人類想要進行星際旅行,那麼,反物質才是關鍵。地球上有多少反物質?
  • 反物質有黏性嗎?科學依據是什麼?
    不僅在地球上,而且在我們所看的宇宙中的任何地方,我們發現大大小小宇宙結構都是由物質構成。物質,也就是說,與反物質相反。我們發現的每個星系、恆星、行星、氣體和塵埃的集合都是由物質構成的,展現出了我們在地球這個物質行星上所熟悉的確切的物理和化學特性。但是,如果要是傳統的東西都由反物質組成,反物質它具有黏性嗎?答案是肯定的。
  • 反物質與普通物質有何區別?目前還看不出來
    據國外媒體報導,不管研究人員做多少次嘗試,似乎都找不到物質與反物質之間的區別。物理學家試圖通過一項新研究尋找物質與反物質之間的不同之處。反物質也是一種物質,但電荷與普通物質相反,還可能存在其它區別,就像普通物質「邪惡的雙胞胎」。但令人納悶的是,宇宙中的物質遠多於反物質,而原因我們尚不清楚。
  • 腦洞大開的,未來千年之內地球人類的「科幻」設想!
    這些站臺實際是周定在太空梯上的空間站,它們的重量包括列車的載重乃至行駛位置應該在最初設計時就考慮進去,它關係到太空梯的平衡。如果失去平衡,巨大的拉扯力是很難靠太空梯本身的強度來抵消的。事實上,即使處於完全平衡狀態,按照計算,目前尚無一種能滿足太空梯抗拉強度的材料,這也是太空梯構想面臨的又一技術難題。
  • 反氫原子是什麼?研究者:或通過它揭示反物質的真正樣子
    隨著量子物理學的興起,越來越多的研究深入到微觀世界,讓人類有了一個全新的研究方向,比如說反氫原子就是其中之一,它也遵循著量子效應,同時也是反物質的一種重要組成形式,那麼下面就讓我們來詳細了解一下
  • 有些孩子出現「反性別」喜好,父母應該高興
    這不是明顯的「反性別」喜好嗎?因為,男孩喜歡汽車、飛機,女孩喜歡布娃娃和毛絨玩具,以及男孩喜歡藍色女孩喜歡粉色,這些都是我們的固定思維和想法,並不是說孩子不按照「套路」來就一定是性別認知有問題。事實上,小孩子的世界很簡單,他們喜歡哪種玩具、哪個顏色,喜歡就是喜歡,沒有那麼多為什麼。尤其是在他們形成完整的性別意識之前,都是按照個人喜歡去選玩具的,而不是按照我們大人認為的「男孩玩具」和「女孩玩具」去選的。