我們都知道愛因斯坦在提出狹義相對論後,就有一個著名的公式:E=m*C*C,也就是能量等於質量乘以光速的平方。同時愛因斯坦又告訴我們物質和能量其實是同一個事物的兩個方面,也就是說質量和能量其實就是一回事,就好像一個硬幣的正面和反面,這也說明物質和能量其實是可以相互轉化的,不過物質轉能量比較簡單,比如原子彈爆炸。但是能量要轉化為物質就難的多了,為啥逆過程就很困難呢?今天我來談談這個問題。
首先要明白一點,物質轉化為能量這個過程,其實是用物質的質量作為材料來實現的,舉個例子,我們把火柴點燃,那麼火車這種物質會慢慢消耗轉化為熱能,請問這個過程體現了:物質轉化為能量沒?我估計很多網友會認為,這不就是物質轉化為能量的很好例子啊。可惜我要告訴你的是,這種並非是物質轉化為能量,因為這裡面轉化為能量的並非是直接由質量的虧損來產生的。
其實根據E=m*C*C可以看出,由於C是光速,這是一個非常大的值,C的平方就更大了,所以就算是一丟丟質量也會因為乘以了光速的平方,導致E這個值非常大,也就是一丟丟物質虧損都會產生巨大的能量。如果火柴燃燒真的是體現了物質轉能量,那麼一根火柴產出的能量就已經是非常巨大了。
目前最能體現物質轉能量的其實就是原子彈,具體的原理就不說了,總之核心思路就是讓其出現一些質量虧損,也就是讓這些質量消失掉一部分,請注意這是說的是消失掉一部分,不是說質量從一種形式轉化為另一種形式。舉個例子,我們知道水是液體也是有質量的,我此時對水杯加熱那麼水會蒸發掉,從而導致水的質量越來越少,但是這個過程可不叫質量虧損,因為水的質量以蒸汽的形式轉化了,飛到空氣中了,而且你會發現,轉為空氣中的蒸汽質量加上水還剩下的質量,恰好還是等於最開始這杯水的質量,這也是著名的質量守恆定律。所以質量從一種形式轉化為另一種形式,這個不叫質量虧損。
但是當能量要轉化為質量,這就困難了,大家可以仔細想像下,什麼叫能量轉化為質量,其實就是一堆堆虛無的能量,突然轉化為一個實物,這不就有點「無中生有」的感覺了?沒錯,這非常違背我們的常規,我們可以用各種材料產生化學反應合成新的物質,但是從一堆虛無縹緲的能量突然無中生有產出一個實物,這不禁讓人懷疑。
其實就目前理論來說,能量肯定是可以轉化為物質的,而且也有實驗可以證明這個,但是這個實驗最大的難點在於讓能量如何在瞬間聚集從而轉為物質,目前科學家很認可,其實我們的宇宙最開始並沒有任何物質,都是一堆堆虛無的能量組成,但是在某一個瞬間,也許是黑洞的奇點。突然能量進行高度聚集,從而產生了宇宙大爆炸,也就形成了各種天體和星系,最後演化到今日。
所以能量轉化為物質這種技術,目前還很難實現,大規模的能量瞬時聚集是目前最大的難點,也許只有黑洞裡面的奇點可以完成這個任務吧。我是小彭來給您解惑,如果喜歡文章可關注。