愛因斯坦創立了質能守恆定律,那創造物質的能量到底從哪來的?

2020-12-04 六分鐘科普君

先來說說一道簡單的數學題:6-3=?很多人看到這道數學題都表示,你這是在侮辱我的智商吧,這麼簡單的數學題還讓我來算,6-3不就是等於3嗎?答案當然沒有錯,但是著名的科學家愛因斯坦曾經在黑板上卻寫下了6-3=6的公式,很多人看到愛因斯坦在黑板上寫下的這條公式都感到不解,認為肯定是愛因斯坦算錯了或者是他老了變糊塗了,所以才把這麼簡單的數學題給算錯了,其實6-3=3沒有錯,愛因斯坦在黑板上寫下的6-3=6同樣也沒有錯,如果你認為6-3=6是錯誤的,那是因為你與愛因斯坦不是站在同一個角度看問題。

愛因斯坦寫下的6-3公式,揭示質能守恆定律

如果站在數學角度的話,6-3=3是對的,但是愛因斯坦他是站在物理角度得出6-3=6這個公式的,而這個公式揭示了一條隱藏很久的自然基本定律,它就是質能守恆定律,什麼是質能守恆定律?所謂的質能守恆定律就是質量守恆定律和能量守恆定律的統稱,主要是指在一個孤立的系統內,任何物質的質量和能量不管發生什麼反應,它們的總量是不變的,如果理解這個定律呢?其實平時我們經常會遇到體現質能守恆定律的現象,比如平時我們用一個密封瓶子裝水,然後給瓶子裡面的水加熱,當加熱到一定時間後,瓶子的水減少了5%,這5%的水並沒有消失,而是以氣態的形式附在瓶子壁上,瓶子加熱前的水質量與加熱後的水質量完全沒有改變;又比如平時我們用火燒一塊木頭,一塊厚重的木頭經過燃燒之後,只剩下一層輕薄的木灰,那麼木頭消失的質量去哪了呢?

木材燃燒沒有改變自然總質量

根據質能守恆定律,木塊消失的部分通過燃燒轉化成為二氧化碳、固體顆粒、氮氧化物、一氧化碳、液體粒子、氣體混合物等物質,同時木材燃燒產生的光和熱也會損失一部分質量,因為這個過程質量轉化成了能量,從單獨個體來看,木材的質量是損失了,但是從自然界來看,它沒有損失任何質量,只不過是在自然界這個獨立的系統中,木材這種物質通過燃燒這種方式轉化成為其他物質,自然界並沒有損失什麼,這就是平時我們所說的「物質永恆不滅」原理,世界任何物質都遵守質能守恆定律,簡單一句話就是宇宙萬物不會憑空產生,也不會憑空消失,它只不過由其中一種物質轉化成為其他物質或者能量,既然宇宙萬物不會憑空產生,那麼我們這個世界的物質是怎麼產生的?創造這些物質的能量又來自哪裡呢?

地球就是一個獨立系統,裡面任何物質反應都不會改變地球總質量

一直以來,物質是如何產生的始終沒有正確答案,科學家只能使用宇宙大爆炸理論強行解釋物質產生原因,認為宇宙萬物都來源於一個叫奇點大爆炸,這個奇點是一個質量無窮大、體積無限小、時空無限扭曲、密度無限高、熱量無限高,普通物理規則一點都不適用的點,正是這個奇點的爆炸產生了能量,同時也產生了物質,簡單點說就是宇宙萬物來源於奇點的爆炸,不過這些都是猜測,沒有任何證據可以證明宇宙萬物來自於奇點爆炸。

宇宙大爆炸產生了物質

還有一種觀點認為宇宙萬物來自於引力,科學家認為引力其實是一種負能量,引力這種負能量在極短時間內產生了正能量,而這些正能量又轉化成為有質量的物質,於是物質就產生了。最新的量子力學理論的不確定則認為時間和能力是一對共軛量,當時間確定的瞬間,能量就變得不確定了,因此能量和物質就在宇宙中誕生了。當然還有一種觀點認為是未知力量(比如上帝、外星高等文明)創造了物質和能量,並且設定了質能守恆定律讓它保持平衡,宇宙任何物質包括人類都是由這種神秘力量創造出來的。

宇宙萬物可能是神秘力量創造的

不管是哪種觀點,目前都沒有找到確切的答案,不過相信隨著人類文明的進步,一定可以揭開物質起源之謎的。

相關焦點

  • 愛因斯坦告訴我們質能是守恆的,那麼創造物質的能量是哪來的?
    α粒子散射實驗因為盧瑟福的原子模型中原子核帶正電,電子會在運動中損失能量而掉入原子核毀滅,所以玻爾引入量子的概念創造玻爾原子模型。氫的三種同位素元素之間的差異主要就是質子數的差異,而不同元素就是質子數的堆積,儘管當時已經搞清楚了這個差別,但即使是最前沿的科學家仍然搞不清楚這些元素到底是怎麼來的,相互之間由有什麼關係!
  • 愛因斯坦質能守恆定律究竟對不對?人類為何不能用能量轉化物質?
    各種各樣的物質組成了宇宙,所以地球也是由這些物質組成的,人類的生存與發展也離不開這些物質,人類利用這些物質獲得能量,而這些能量推動了人類文明的發展。從一開始的鑽木取火,到現在的石油天然氣的燃燒,這些物質都在為人類不斷的提供能量。愛因斯坦曾經提出過一個非常著名的方程,名叫質能方程。
  • 愛因斯坦質能方程的三大意義,第三個創造了整個宇宙!
    質能方程數百年來,有一種物理定律從未被質疑過,那就是在宇宙中發生的任何反應,質量都是守恆的。下面,就來看一下愛因斯坦從狹義相對論中推導出的最著名方程——質能方程:E=mc^2這個方程由三部分組成,(1)E是能量,位於方程的一邊,表示系統的總能量;(2)m是質量,與能量存在聯繫;(3)c^2是光速的平方,使能量和質量等價的換算因子。
  • 質能守恆定律是絕對正確的嗎?
    1)在我們所能觀察到的宏觀世界,它是正確的,到現在還沒發現反例。2)在量子世界,質能守恆還需要繼續驗證。1956年,科學家發現θ和τ兩種介子的自旋、質量、壽命、電荷等完全相同,多數人認為它們是同一種粒子,但θ介子衰變時產生兩個π介子,τ子衰變時產生3個,這又說明它們是不同種粒子。
  • 物質轉化能量很容易,為何能量轉化為物質卻很難?這裡告訴你原因
    大家以為愛因斯坦老了,變糊塗了,不然如此簡單的數學公式都會算錯,其實愛因斯坦沒有錯,錯的是我們,我們一直以傳統思維去看待這個公式,而不是用發散思維去看待,如果使用發散思維去看待這個公式的話,你會發現這個公式不僅沒有錯,而且深刻的揭示自然界中存在的一個基本規律,這個規律就是著名的質能守恆定律,所謂質能守恆定律就是在一個獨立的系統中,裡面的物質不管發生什麼反應,不管是物理變化還是化學變化,獨立系統的總質量和總能量都不會改變
  • 既然物質守恆,那最初的物質是哪來的?
    我們知道物質一開始是和反物質成對出現的!解決物質怎麼來的,也就是解決以下幾個問題:例如:宇宙的起源,正反物質不對稱問題,是否存在違反重子數守恆的相互作用,以及存在更多的粒子違反CP對稱的問題。後面這兩個問題主要說的是標準模型目前還不完善,也就是說目前還存在我們沒有發現的粒子,來解釋宇宙的一些現象。
  • 人類為什麼不能用能量轉化物質?質能方程到底告訴我們什麼?
    有人提問:如果能量守恆定律是對的,人類為什麼不能用能量轉化物質?但是能量與物質有密切的關係,能量可驅使物質循環,物質是能量的載體。很多人舉反例說植物能將光能轉化為物質,這種說法很明顯是錯誤的。光合作用的本質是植物將光能轉化成化學能儲存在有機物中,這還是涉及到能量之間的轉化,而非能量轉化為物質,只是這個過程發生在植物體內。
  • 人類為什麼不能用能量轉化成物質?質能方程到底告訴我們什麼?
    有人提問:如果能量守恆定律是對的,人類為什麼不能用能量轉化物質?但是能量與物質有密切的關係,能量可驅使物質循環,物質是能量的載體。 很多人舉反例說植物能將光能轉化為物質,這種說法很明顯是錯誤的。光合作用的本質是植物將光能轉化成化學能儲存在有機物中,這還是涉及到能量之間的轉化,而非能量轉化為物質,只是這個過程發生在植物體內。
  • 相對論稍作修改堪稱絕美,既滿足質能守恆,又能極少能量達到光速
    何以能令人心甘!有研究者指出,愛因斯坦的相對論是不完善的,甚至可能違背質能守恆定律。根據愛因斯坦相對論,越接近光速物體質量也會變得越大,無限接近光速,質量將變得無限大,所需做的功(相當於能量)也會變得無窮大。故此愛因斯坦斷言,有質量的物體永遠無法超越光速。我們來分析一下為什麼說愛因斯坦的狹義相對論違背質能守恆定律。
  • 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?
  • 物質到底是哪來的?人類有辦法把能量轉化為物質嗎?
    質能方程其實關於這個問題,也就是能量到物質的轉變,無論是在宇宙中,還是在人類的實踐都實現過了。但是要了解這個問題,我們要從最本質的問題出發,那就是愛因斯坦的狹義相對論。話說在1905年,愛因斯坦提出了4個具有開創性的科學理論。
  • 4123.物質能量轉化守恆定律
    2018.11.19世界是物質的,物質存在各種形態,光子形態是其中之一。所以,原子和光子之間可以相互轉化,光子和電子之間可以相互轉化,質量不變,是為物質能量轉化守恆定律。物質能量轉化守恆定律告訴我們:能量不會憑空產生,或者由電子聚變形成,或者由原子裂變形成,或者隱藏在其他物質形態之中。
  • 量子信息不守恆定律開啟了第三次量子革命
    一朵「黑體輻射的烏雲」導致了普朗克能量子理論的誕生!一朵「地球以太風的烏雲」導致了愛因斯坦狹義相對論的誕生!今天,二十一世紀的今天,新世紀的物理科學天空中將會誕生哪些革命性的原創新奇理論?哪些前沿性的新夢幻理論呢?人們拭目以待。一、黑洞信息悖論的暗烏雲將導致量子信息不守恆定律的誕生!二、宇宙物質短缺和引力短缺的暗烏雲將導致暗物質暗能量理論的誕生!
  • 量子信息不守恆定律與信息量子熱力學
    從而在十九世紀工業革命時代,人們及物理學家們提出了並證明了能量轉化和守恆定律。化學家們提出了並證明了物質轉化和質量守恆定律。二十世紀初愛因斯坦提出了並證明了質量能量轉化和質能守恆定律。二十世紀七十年代霍金和索恩提出了黑洞信息不守恆定律,因為霍金輻射讓一切物體和信息都變成了渣渣一一無序的熵!
  • 根據能量守恆定律,地心引力來自哪裡?物質又是怎麼來的?
    熱力學第一定律告訴我們,在一個孤立的系統中的總能量是保持不變的,它不可能增加!但引力給予大家的印象卻是永恆的,它一直在那裡,任何時候它都是這樣,似乎無窮無盡,這不是違反熱力學第一定律嗎?能量和力是同一回事嗎?
  • 如果化學反應後質量和粒子數守恆,那能量來自哪裡?
    其實在化學反應中質量不守恆。質量守恆已經是錯誤、過時的概念首先要澄清的是,宇宙的基本守恆定律是質能守恆定律而不是質量守恆定律。這意味著在封閉的系統中,反應前的總質量和總能量等於反應後的總質量和總能量。根據愛因斯坦著名的方程E=mc^2,質量可以轉化為能量,能量可以轉化為質量。現在看來這並不是什麼奇特的過程,但事實上每次反應都會發生這個過程。
  • 《量子信息不守恆定律:信息量子的序動量與熱輻射的熵能量可以相互轉化嗎?》
    愛因斯坦說「世界最不可理解的是世界是可以理解的」!是的,世界萬事萬物同源同胚同拓撲,因而具有一定的內稟自相似性,萬事萬物具有一定的同構性、同頻性、同幾何性。萬事萬物具有一定的可計算性、可判定性、可理解性、可認知性,但也具有更多更無限的不可計算性、不可判定性、不可理解性、不可知性。
  • 這已經超越了守恆定律,愛因斯坦真的對嗎?
    隨著近現代科學技術的不斷進步,有很多人都認為在宇宙當中肯定存在一種比光速還要快的傳播方式,而根據愛因斯坦的解釋,光速已經是理論上可以達到的最快速度了,這就有一些矛盾了,難道愛因斯坦真的錯了嗎?其實就小編認為,愛因斯坦本身並沒有錯,相反他還很聰明,愛因斯坦所研究的物質守恆定律在地球上面確實能夠運用,但是地球法則和宇宙法則還是存在一定區別的,這點就不能用物質守恆定律來解釋了。首先沒人能確定宇宙就是在無限膨脹(它也有可能是在無限的收縮)沒有人知道現今宇宙的盡頭到底在哪裡!雖然愛因斯坦的守恆定律可能並不能全面的概括整個宇宙,但誰又能說他就是錯的呢?
  • 木頭燃燒後只剩下很少的灰,其餘的物質哪去了?
    1斤木頭燃燒後只剩下不到1兩的灰,還有9兩多的物質哪去了?這並不符合我們所知的守恆定律啊,到底是怎麼回事呢?之前在菜葉網上看過相關的資料,在一個密閉的孤立系統內,無論是發生物理變化、還是發生化學變化,其變化前後組成物質的總質量保持不變,這就是著名的物質守恆定律。
  • 宇宙中最初的物質由哪裡而來?大爆炸理論能否解釋物質守恆定律?
    既然讓時間來計算。我們只是存在一天?那我們換角度,想,銀河系!太陽系!在科學上叫宇宙大爆炸。想一想那麼多,太過於虛擬嗎?那不可一世的恐龍,只因一顆小行星,就滅亡了!是不是因為我們太過弱小,才得存活?處於宇宙之中客觀存在的所有物質是守恆的,雖然,宇宙空間物質階段性存在的形式各有不同,但是物質存在的總量是不會發生任何變化的,從單方存在可視物質的表現上看,是會有階段性的變化現象,這不會造成宇宙整體物質存在的變化。而單方物質體的變化,只是大與少或存在形式上發生了變化,其宇宙空間累加的物質存在總量都是定量而守恆的。那麼,宇宙中最初的物質是哪來的?