天人地 |
2024-02-03 14:54 |
1979年,非洲西部沿海出现了一次疑似核爆事件。事后经过美苏等大国调查,并没有搞清楚原因。 5年后,在阿拉斯加上空的常规航线上,多架民航客机的飞行员看到了冲天而起的蘑菇云。然而等飞机降落后,却并没有检测出任何放射性痕迹。 两次诡异的核爆疑云,多年来一直困扰着各国和科学界。直到一个叫爱德华兹的美国人出现后,这些曾经的疑云才被渐渐拨开。 然而,展现在世人面前的,并非最终的答案,而是比原本猜想答案更可怕的东西……
将魔鬼放入人间
那一年,费米国家加速器研究所内,来了一个30岁的博士生,他研究的方向是反物质理论。这个叫爱德华兹的年轻人,用了10年的时间研究,之后便开始向美军方介绍自己的研究成果。 此后在格林空军基地,爱德华兹成为一个研发小组的负责人,军方交给他的任务是从事反物质武器研究。这期间,他在美国已经有了反物质武器之父的名号。 2004年,NASA召开的一次会议上,爱德华兹说他的研究陷入了困境。其推动生产的粒子加速器,生产一千亿分之一克的反物质,就要耗费60亿美元。如此大的消耗,政府投入的科研资金可谓杯水车薪。 从那之后,外界本以为爱德华兹会知难而退,谁想到只过了4年,他又带着自己的科研成果走进了五角大楼。那一次,他简要介绍了成果,并主持了一项反物质武器的电脑模拟实验。 实验中,反物质炸弹被提前安放在某处地点,随后这里和周边的一切设施被夷为平地。而所用炸弹的重量,只有五千万分之一克。 模拟实验结束后,爱德华兹向军方介绍反物质武器的详细情况。微观世界中,各种粒子本身都有一个相反的存在。假如相反的两种粒子发生碰撞,在消失的过程中就会产生巨大的能量。 爱德华兹相信,上世纪七八十年代发生的核爆疑云,应该都是反物质可能产生的作用。而且,反物质武器虽然可以产生与核爆同等的能量,但是整个过程并不会产生任何反射性污染。 除了用于武器之外,反物质释放的巨大能量,还能用于人类的能源供应。按照爱德华兹的说法,1克反物质所释放的能量,就能给20多架航天飞机提供动力。 也因此,未来这一技术如果实际应用的话,对人类社会的改变又将是革命性的。 随着爱德华兹的研究有了实质性突破,各国的研究也加快了脚步,于是越来越多的人相信,未来这项技术大概率会运用到武器领域,而不会给人类提供近乎无限的能源。 因为在一些人看来,反物质武器如果真的出现,它就打破了传统核武器多年来划定的禁区和界限。 自从原子弹和氢弹出现后,各国之所以不在战争中使用,并不是因为统治者爱惜生命,而是核爆产生的污染是无差别的,在影响到他人的同时,最终也会影响到自己。 正因为这个原因的限制,所以几十年来世界并没有陷入核战风波。可如果反物质武器一旦应用,像美国这样率先研究的国家,极有可能会在战争中真正的使用。 它既有核弹的威力,却又不会产生核污染,穷兵黩武的美国人,肯定愿意使用这种武器来代替常规武器。到那个时候,人类势必将进入万劫不复之地。 对于这种猜测并非杞人忧天。自从2004年爱德华兹公开了研究进展后,其他国家也都开启了反物质的研究。 俄罗斯将反物质研究用于军事用途,法国和瑞士则建立了联合的反物质研究中心。这一切都不禁让人担心,另外一个魔鬼又将被放入到人间了。 不过,也有一些人认为这些担心是多余的。因为反物质虽然有可能会被开发出来,但是多年来科学界迟迟找不到储存它的方法。 这样一来,它理论上的能量再厉害,人类实质上也无法将其利用。
比常规爆 炸高出100亿倍
从反物质研究开始起,各界就痴迷于其巨大的能量输出。几十毫克的量可以推动航天器,将人类送入火星;一滴水大小的反物质,能够维持一座千万人口级别城市的能量供应;如果上升到几百克,制造出来的炸弹比所有核武器的能量总和还要大。 理解反物质,其实就是理解世界的相反状态,与之相对于的物质一旦结合,全部的质量就能通过能量的方式释放出来。 上世纪80年代,实验状态下科学家首次看到了反质子。到了本世纪初,科学家又通过实验制造出了反氢原子。 然而,反物质本身在出现的那一刻,也就随时消失的无影无踪了,简单来说就是碰到了相同的正物质,然后两者“抵消”了。如此一来,反物质中看不中用,就是再厉害也是白搭。 于是多年以来,科学界试图利用磁场来控制和约束反物质。据说利用磁场制造出一个反物质陷阱,就能让它不跟外界的其他物质接触,由此就能束缚住它。有消息说,目前利用这种办法,实验状态下已经成功捕捉了至少10亿反电子。 除了储存难题之外,目前从研究阶段推广到实际应用中,成本也是高到离谱。按照目前的实验成本,成功制造出1毫克反物质,需要花费1000亿美元(这个数额可能并不准确)。而如果在未来投入实用的话,单次使用的成本,都在千万美元之上。 如此高的成本,即便科学家找到了约束办法,还是无法大规模应用到实际中。可也有消息显示,美国方面在2008年时,掌握了最新的反物质提取方法,成本相比之前已大幅度降低。 这个消息若属实的话,未来1毫克反物质炸弹释放的能量,将比常规的爆炸 物爆炸高出100亿倍。 然而,也有一些科研人员说了,什么反物质储存,什么反物质与正物质结合是否巨大能量,这些全都是对反物质的误解。 反物质储存和能量释放都是理解错了 反物质本身确实存在,作为正常物质的反状态,它并不会产生什么毁天灭地的能量。因为,反物质百分之百无法储存。 所有的反物质在遇到正物质后,都会瞬时消失。因此用磁场制造陷阱来约束反物质的办法,同样也无法实现。这就形成了一个悖论,一个在现实中都不会呈现出来的东西,它又该如何爆发能量呢。 再者,反物质存在的状态是场态粒子形态,这种情况下它的能量是极低的。场态粒子包含了正反粒子,用电离的方式让正反粒子变成正反粒子对,这个过程需要输入巨大的能量。 与此同时,正反粒子本身的出现和消失,是一个永远的互逆过程。其能量的输出和耗损是对等的。这样一来,所有能量在整个过程中也都被抵消了,根本无法加以利用。 究竟哪种说法才是正确的,目前由于反物质领域还有太多的谜团,所以相关的争议也就没有一锤定音的结论。 但有一点是可以肯定的,即反物质即便能产生能量,但制造和保存本身还是耗费巨大,也因此实际应用遥不可及。
宇宙中存在反物质恒星
多年来为了探究反物质,科学家可谓上天入地想尽了各种办法。利用国际空间站上的粒子探测器获取的数据,科学家推测在宇宙中,反物质的存在实际比人类推测的要多。 甚至有科学家猜测,宇宙中的反物质,还能以反物质恒星的方式存在。还在上世纪90年代,天文学家就注意到,在银河系上方3500光年远的地方,那里似乎是一个反物质的源头。 此处一直有反物质喷射出来,这里也被称为“银心反物质喷泉”。随后进一步的研究又发现,银河系的中央确实存在大量的反物质,它们也并非以喷泉的形式存在的。 到2011年时,天文学家又从宇宙中发现了反氦原子核,这种反物质,不会是由宇宙线碰撞产生的。所以如果能证明它大量存在的话,反物质恒星也就一定存在。
阴阳一体,正反同母
外界关心反物质是否能被大规模应用,而在科学家看来,反物质本身的研究,目前估计连起步阶段都还算不上。 反物质是什么样的,通俗理解就是正物质世界的镜像。此前,欧洲核子研究中心给出的答案是,像氢原子和反氢原子,表面看起来的结构是一模一样的。所以科学家相信,反物质就跟普通物质看起来没区别。 至于反物质的来源,目前的猜测是,在宇宙大爆炸伊始,正物质和反物质的数量是一样的,两者同出一体之后又互为相反,就跟我国传统文化中的阴阳概念一样。 不过这随之就会出现另一个问题,假设宇宙诞生初期两者的规模是相当的,那后来的这些反物质为何又不见了呢? 一种猜测是,反物质和正物质的演化性质不同,所以在后来反物质消失,最终留下了正物质。还有一种猜测则是,宇宙大爆炸后,正反两种物质所处的空间区域不同。
结语
目前的情况是,无论是在世界中去发现反物质,还是在研究中去制造反物质,整个进程都是很难的。哪怕是推论中的反物质恒星,天文学家认为现在的研究方式是无法找到它的。 怎么办呢?目前想到的笨办法就是,利用一些探测装置,等反物质进入探测范围后,进而就能发现它们。也就是说,在宇宙范围内主动寻找反物质乃至反物质恒星,都是不显示且不可能实现的。 至于很多人设想的反物质武器,就目前的情况看,所有推论就当是科幻畅想罢了。
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