婚禮過程有人問:如果正負物質像太陽一樣大,它們會在瞬間消失還是會有一個過程?婚禮過程,無論是太陽的大小正負物質相遇都會發(fā)生湮滅,是巨大能量的瞬間釋放,然后消失。
反物質與正物質的相遇,是物質質量向能量的完美轉化,是物質中所包含的能量的完全釋放。這個方程的表達式遵循愛因斯坦的質能方程理論:E = MC ^2。
這里,E表示能量,單位J(焦耳);
M表示質量,單位kg(千克);
C為光速,C=299792458m/s(米/秒)。
我們根據(jù)這個公式可以計算出1千克反物質與1千克正物質湮滅所爆發(fā)的能量為:E=2x(299792458)^2=3378920867747363528J≈3.38x10^18J
就是338億億焦耳,相當于9386億度電,或8億噸TNT爆炸當量。
廣島的爆炸當量約
1.3萬噸,也就是說1kg反物質與1kg正物質相遇,湮滅過程會發(fā)出62000多顆廣島爆炸的威力。
能量爆發(fā)在任何地方都不可能是瞬間消失,都有一個爆發(fā)、光波、引力波、沖擊波發(fā)生發(fā)展擴散的過程,是不可能瞬間消失的。
太陽有多大?
質量為
1.9891x10^30kg,就是約2000億億億噸,如果有太陽這么大的反物質與太陽湮滅,其能量有多大恐怕不是炸掉一個太陽系這么簡單吧,具體多少請各位自己算吧。
但其光輻射、引力波、沖擊波肯定有一個漫長的過程,因此湮滅瞬間消失絕對是一個過程,而不是瞬間悄無聲息的消失。
所謂反物質就是正常物質的鏡像。
就像你在照鏡子,鏡子里的你就是“反你”,你看到的“反你”是一模一樣,只不過左眼變成了右眼,左耳變成了右耳而已。
不過別擔心,鏡子里的“反你”不會出來和你同歸于盡,這種情況只有在魔幻影視里面才能看到。
在我們正物質世界,原子是保持中性的,這是因為原子核中的質子所帶的正電,與電子所帶的負電是相等的。
反物質世界原子理論上電荷也是中性的,不同的是它的質子是帶負電的,而核外電子是帶正電的。
反物質是英國物理學家保羅·狄拉克率先提出的,他在xx年預言,每一種粒子都有一個與之相對應的反粒子。
愛因斯坦也曾經(jīng)預言過反物質的存在,他認為“對于一個質量為m,所帶電荷為e的物質,一定存在一個質量為m,所帶電荷為-e的物質”。
他們的預言被歐洲航天局證實了。
他們通過伽馬射線天文臺對宇宙一個區(qū)域觀測分析,發(fā)現(xiàn)這個區(qū)域聚集著大量反物質,證實了宇宙間反物質的存在。
xx年,歐洲核子研究書在實驗室里制造出了第一批反物質,反氫原子,xx年,美國費米國立加速器實驗室成功制造出了7個反氫原子。
至此證實反物質不但存在于宇宙,而且存在于我們的周圍。
這個稀少到什么程度呢?
我們舉個例子:科學家們捕捉反物質幾xx年,動用了全世界各種大型的加速器,捕捉住一些反質子、反電子、反氫原子等,加起來才有17納克,1納克是多少?
就是10億分之一克。
把這些反物質一起湮滅,也不夠燒開一杯開水。
據(jù)計算,用目前世界上最大的歐洲大型強子對撞機,要對撞出1微克的反物質,需要不間斷運行xx年。
1微克是多少?
1克等于1000毫克,1毫克等于1000微克,也就是百萬分之一克。
而要得到足夠多的反物質,必須開發(fā)若干個星球,建造圍圍繞整個星球的超巨型粒子加速器。
誰有這個能耐?
所以一些擔心有人制物質來毀滅世界的想法完全是多余的。
我們?nèi)梭w也會釋放反物質,一只香蕉每75分鐘也會釋放一個正電子,這是因為人體和香蕉都含有鉀-40,這種物質衰變會釋放出正電子。
不過無須擔心會與你一起湮滅了,因為這種反物質都是以個別電子的形式出現(xiàn),一出現(xiàn)就與滿世界都是的正物質湮滅了,無法聚集起來。
一個針尖上就可以排放億億個電子,全世界所有人加起來xx年釋放的反物質可能還沒有漂浮在空氣中的一粒塵埃質量大,這種粒子級的湮滅能量人們根本無法察覺。
因此反物質在我們世界并不少見,只是極其微量。
幸好只是這種極其微量,我們的世界才能夠存在到今天??茖W家們制物質主要是利用大型對撞機,通過大能量對撞,使粒子產(chǎn)生反粒子。
關鍵在于制造和儲存反物質的成本非常高,加速器產(chǎn)生高能粒子打擊固定靶產(chǎn)生反粒子,在經(jīng)過減速合成需要極高能量,所需能量與產(chǎn)生反物質湮滅能量完全不成比例。
據(jù)計算,制造1克反物質,需要大約25x10^15千瓦的能量,也就是
2.5億億度電,如果1度電按0.2元計算,生產(chǎn)1克反物質所需要的能量費用需要700多萬億美元。
這是全世界所有國家奮斗約xx年的經(jīng)濟總量。
因此從生產(chǎn)成本來說,反物質是世界上最貴的物質一點都不假,在反物質面前,黃金連都不如。
更難的是保存反物質。
要知道我們滿世界都是正物質,一個塵埃就就可以湮滅科學家們1百年制造的反物質。
在加速器里制造出來的反物質,隨便碰到加速器任何部件,都會立即湮滅,連一點漣漪也沒有。
怎么保存這些反物質呢?
科學家們設計出磁陷阱,就是利用磁力束縛住反粒子,不讓它們與任何物體碰在一起。
同時還要通過降溫,將粒子的動能降到最低。
這個溫度就是要接近絕對零度,也就是約0.5K以下(-272.65℃以下)。
這樣被“凍住”的反氫原子、反質子、反電子就可以在磁阱里呆那么一陣子。
科學家們從最開始只能“幽禁”反粒子以毫秒計,現(xiàn)在捕捉禁閉最久的反粒子可以達到1周了。
現(xiàn)代物理學認為,宇宙大爆炸開始時,正物質和反物質幾乎是同樣多的,因此絕大多數(shù)物質都正反湮滅了,但正反物質終于出現(xiàn)了一點點不平衡,被稱為“對稱破缺”,就是這點破缺,讓一部分正物質留存下來,產(chǎn)生了我們的世界。
還有科學家認為在宇宙中可能存在反物質世界,如果正物質世界與反物質世界撞到一起,就會湮滅。不過這些都還是猜想,科學界探索反物質的奧秘還在進行中。
還有科學家認為在宇宙中可能存在反物質世界,如果正物質世界與反物質世界撞到一起,就會湮滅。不過這些都還是猜想,科學界探索反物質的奧秘還在進行中。