物質可以轉化為能量,為啥能量很難轉化為物質?

2020-12-05 小彭來給您解惑

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。

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    人類的科技難題:物質可以轉化為能量,那能量能轉化成物質嗎?相信我們大家都聽說過物質轉化為能量的這個說法,例如我們生活中所經歷的蠟燭現象,就是一個很典型的例子,一個蠟燭原本是一個物質的狀態,但是將它燃燒殆盡,它會轉化為光和熱甚至是煙霧,這就是一個物質轉化為能量的過程。但是物質轉換能量的現象我們經常看到,不過能量轉化物質的過程我們確實見得很少。
  • 物質轉化能量很難,但能量轉化物質卻很簡單,人人都能做到
    而愛因斯坦最廣為人知的,大概就是他提出的質能方程式了,E=mc,簡單而又神奇,它為我們的科技提供無限的可能,由於地球傳統能源的枯竭,我們的目光總是聚集在物質轉化為能量上面。到今天,我們研究出了很多物質轉化為能量的方法,在這裡強調一下,煤和石油等等物質的燃燒不是物質轉化為能量,物質轉化為能量的方法可以分為三大類。
  • 為什麼物質轉化能量容易,而能量轉化物質卻非常難?
    大家已經非常習慣了,認為物質轉化能量不是很正常的一件事嗎,但是很多人卻沒有想過這樣一個問題:根據愛因斯坦的質能方程,物質和能量是可以相互轉化的,也就是物質可以轉化為能量,同樣能量也可以轉化物質。如果能量也可以轉化物質,我們就可以用能量造出煤炭,木頭,黃金,鑽石等物質,可以說只要是物體,都可以通過能量來轉化。
  • 為什麼物質轉化能量天天出現,能量轉化物質卻只出現過一次!
    在我們居住的世界,物質轉變成能量是隨處可見的,無論是炸彈爆炸,還是物體的燃燒,都是物質轉化為能量,但是愛因斯坦在他的質能方程裡也告訴了我們,除了物質轉化為能量,能量同樣也能轉化為物質,但是我們只要放在一起比較,就會發現物質轉化為能量隨處可見,但是反過來讓能量轉化為物質卻很難!
  • 物質可轉化為能量,那麼能量可以轉化為物質嗎?
    從這一個角度上來看似乎完全是沒有問題的,但這也太遙遠了,而且這個奇點的條件似乎難以企及,那麼我們人類能將能量轉換成物質嗎?其實也可以,只不過這個代價實在有點大!在高能粒子對撞機裡,比如LHC裡只要讓一個獲得了足夠能量的電子與光相撞即可製造出新的光子和電子,並且在這個過程中還能製造出正反物質的粒子對,儘管在這個過程中正反物質由會瞬間湮滅,但這物質卻是實實在在的存在了,要不然這正反物質對從哪來呢?當然是從能量中轉換而來的!
  • 能量重新轉化成物質可行!
    能量重新轉化成物質可行!物質是可以生成能量的,而且我們在生活中時時刻刻都在見證物質轉化成能量的過程,比如說煤炭燃燒釋放出熱能,石油的利用等。那麼這裡就出現了一個疑問,這個過程可以逆反嗎?也就是說能量變成物質可行嗎?
  • 質能方程描述質量和能量是等價的,那麼能量可以轉化為物質嗎?
    狹義上理解,能量和物質是分開的,兩者可以相互轉化,比如兩個高能光子相碰,就有可能產生正負電子對;廣義上理解,能量和物質則是統一的。在核聚變與核裂變中,質量發生虧損,然後釋放巨大的能量,這也是氫彈與原子彈的爆炸原理,理論上說相反過程的反應也是可以進行的,但是難度非常大。愛因斯坦的狹義相對論描述到,質量和能量可以相互轉化,也就是大名鼎鼎的質能方程,微小的質量可以轉化為巨大的能量,比如在廣島原子彈中,質量虧損還不到1克。
  • 4123.物質能量轉化守恆定律
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  • 質能方程揭示質量可轉化為巨大能量,那麼能量可以轉化為質量嗎?
    現在人類只知道1克反物質與1克正物質湮滅能夠得到完美的質能轉換,質量全部可以轉化為能量。除此之外,還沒有辦法在實踐上提升物質的質能的轉化率,得到比核聚變更高的能量轉化率。因此只能轉化率還是很低的。但即便如此,人類掌握的質量轉化為能量技術也遠遠勝過了能量轉化為質量技術,可以認為,目前的人類還沒有掌握把能量轉化為質量的開門鑰匙。目前的認知是,能量轉化為質量技術要求更高,需要比質能轉化高出很多的消耗。理論上900萬億焦耳的能量可以製造出1克物質。
  • 物質與能量轉化的奧秘
    最近聽聞有人把其中的英文C解釋為「意識」,順著這個思路,我嘗試定義M為禪定力,於是有:能量=禪定力×意識²。我把這個「公式」解釋為:禪定力越高深,其意識所」聚焦之處」越是穩定和清晰,其質量越是清純,越無雜染,所以能量的顯現效率就越快速且精確。(編者註:禪定力越強,質量M越大;意識越純粹,越接近光速C;最終的能量E就越大。
  • 物質到底是哪來的?人類有辦法把能量轉化為物質嗎?
    而在後一篇中,愛因斯坦統一了能量和質量。但是愛因斯坦對於能量與質量的統一是和大多數人理解得不一樣的。我們平時常常會聽到「質量轉化為能量」這樣的用法,其實這個說法並不準確。在這篇論文中,愛因斯坦提出的統一思想是這樣的,他認為質量和能量其實是一個東西,是一體兩面的,能量裡有質量,質量裡有能量。(關於這一點,詳情可以查一查愛因斯坦當年的論文,或者可以看看大學物理學教材。)
  • 如果能量守恆定律是正確的,人類為什麼不能用能量轉化物質?
    能量不能憑空產生,也不能憑空消失,不同能量之間可以互相轉化。能量守恆定律肯定是對的,但對的也不一定能使能量輕易變成物質質量。當然能量都對應著質量,這從愛因斯坦的質能關係式中可以看出。實際上能量和質量之間的轉化很難,別說能量很難轉化為質量,即使質量轉化為能量也很難。大家千萬不要把日常的燃燒、爆炸,簡單地看成是質量轉化為能量。燃燒、爆炸屬於化學反應,它們遵循質量守恆定律,也就是說,這個過程中質量並沒有減少,質量並沒有轉化為能量,只是不同能量之間的轉化,是貯存在物質裡的化學能轉化為內能。
  • 反物質粒子就在我們「頭頂」,它證明了能量真的可以轉化為物質
    原子內部並沒有正電子,至少我們已知的地球上的物質的原子內部沒有,那麼宇宙射線中的正電子是從何而來的呢?安德森無法回答,不過布萊克特和哈裡利卻在同年找到了答案。布萊克特就職於劍橋大學的卡文迪許實驗室,在盧瑟福的研究小組從事雲室電離實驗的研究。1931年,哈裡利來到了卡文迪許實驗室。他的專長是使用蓋革計數管探測核輻射。
  • 按照質能方程E=mc^2,能量能轉化為物質麼?
    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。(都是超越諾獎級的發現)其中,最後兩篇後來被我們統稱為狹義相對論。質能方程就是發表在這一年的最後一篇論文當中。
  • 如何高效地把質量轉化為能量?黑洞是一個不錯的選擇
    利用反物質是進行質能轉換最高效的方法。比如說一隻反物質貓和一隻普通貓相撞之後,兩者湮滅會導致二貓全部的質量都轉化為能量,足夠應付挪威兩年的電力能耗。但這個宇宙裡幾乎沒有自然出現的反物質,因此這不是進行質能轉換的切實可行的方法。因為你必須先耗費大量能量來製造一大團反物質。
  • 初中生物知識點梳理之光合作用過程中的物質轉化和能量轉化
    光合作用過程中的物質轉化和能量轉化       光合作用的實質上是綠色植物通過葉綠體.利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物(如澱粉),並且釋放出氧氣的過程。         可以概括出兩個方面:一方面把簡單的無機物轉化成複雜的有機物,並且釋放出氧氣,這是物質的轉化過程;另一方面是在把無機物轉化成有機物的同時,把光能轉變成為儲存在有機物中的化學能,這是能量的轉化過程。
  • 哪些是質量轉化為能量的過程?質量和能量是等價的嗎?
    從愛因斯坦的質能方程(E=mc^2)來看,質量和能量在本質上是等價的。核聚變反應(比如氫彈和恆星)、核裂變反應(原子彈和核電站)、放射性衰變以及正反物質的湮滅反應,這些過程都是質量轉化為能量的過程。既然質能等效,並且質量能夠轉化為能量,反過來,能量也是能夠轉化為質量。在很多高能粒子加速器(比如大型強子對撞機)中,就是利用能量來產生新粒子,以驗證理論預言。
  • 從物質與能量轉化的角度來探討,理解人體內部的變化規律
    只是,對物質和能量的定義,也是在不斷的認識和擴展中;簡而要之,世界是由物質和能量組成的。什麼是物質?就是指具有相對固定的形態結構的存在,物質有固態、液態、氣態和粒子態,現在增加了暗物質和反物質的概念;那什麼又是能量呢?
  • 依據質能方程可以將質量轉化為能量,能否用能量生成1g的質量呢?
    質能方程的含義根據簡化後的質能方程,人們很容易聯想到既然這個等式存在,那麼有多少質量就可以轉化為多少能量,有多少能量也可以轉化為多少質量,其實這麼理解是不準確的。質能方程的本義是將物體所具有的質量和能量進行了統一,質量和能量之間是一種對應關係,都是物質所具有的基本屬性,我們可以用質量來描述一個物體,也可以用能量來描述一個物體,它們的本質是相同的,並不是說是「轉化」的關係。