光子火箭是有幾部分組成?光子從哪裡來呢?物質是由什麼構成的?

2021-01-11 網易

2021-01-09 12:23:13　來源: 會嚶嚶的王司徒

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　　光子火箭推進20世紀50年代初桑格爾設想的由光子火箭推動的宇宙飛船，分三部分。最前面是供太空人工作和生活的座艙。中間部分是燃料貯箱。最後面是動力部分，它的主要部件是巨大的凹面反射鏡，面積達幾十平方米。光子發生器在反射鏡的焦點上，推動飛船高速前進。

　　

　　那麼，光子從哪裡來呢。物質是由原子構成的，原子是由質子、中子組成的原子核和核外電子構成的，不同物質只是質子、中子和電子的數目不同，如氫原子核為一個質子，核外一個電子；氦核為兩個質子、兩個中子，核外兩個電子等等。質子、中子和電子等粒子，統稱為亞原子粒子。三四十年代，科學家發現，每一種亞原子粒子都有與它對應的反粒子存在，如反質子、反中子和反電子等等。正粒子組成正物質，就是我們日常接觸的各種物質，反粒子組成反物質。不過，迄今在宇宙中沒有找到天然的反物質，只能在高能核物理實驗室製造出幾種粒子。

　　

　　科學家們相信在宇宙大爆炸初期，由能量創造物質時，正物質與反物質是成對出現的。與此過程相反，正物質與反物質相遇時，會雙雙消失（科學上叫湮滅）放出光子，同時放出鎖閉在物質中的能量。桑格爾的光子火箭，設想用質子和反質子即氫與反氫湮滅來產生光子。

　　

　　反物質推進人類不僅可以利用正反物質湮滅產生的光子來作宇宙飛船的動力，而且可以利用它釋放出來的巨大能量來推動宇宙飛船。據計算表明，只要用9千克正反氫湮滅產生的能量，來加熱4噸液氫，可把1噸重的宇宙飛船以10%光速的速度送往比鄰星。因為正反物質湮滅，能100%地將物質轉換成能量，而核裂變只有0.1%，核聚變也只有0.7%。正在研製的由反物質衍生的火箭燃料，衝比可達5萬～10萬秒，這比普通火箭燃料高5～50倍。

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