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未来的“超级能源”,超越反物质和核聚变,绝对零度时仍然存在



随着人类文明的逐渐发展,我们发现对于所有的国家和文明来说,“能源”都是重中之重,人类文明的发展史中,科技的发展和对能源的利用有很大的关系,现在的人类文明使用的大部分能源都是太阳能的转化,煤炭和石油都被视为是另类的太阳能,因为植物从太阳光获取能量,植物又是生态系统中的生产者,所以植物和生物形成的能源都可以被视为另类的太阳能。

不过,这些能源都是有限的,转化率也不尽如人意,虽然可以满足我们日常生活的需要,却无法满足人类探索宇宙时的需求,现在人类的航天设备主要使用的还是各种化学燃料,这些化学燃料需要占用不小的空间,提供的能量也不够多,探索地球周围的行星时还勉强够用,想要探索太阳系之外的宇宙就明显捉襟见肘了。

当然,除了这些传统的能源之外,人类也有更优秀的选择,比如说越来越被重视的“核能源”,人类现在使用的主要是“核裂变”,这种方式会产生一定的核废料,能源的转化比例也不够高,而“核聚变”就没有这些问题了,恒星就依靠内部的核聚变释放能量,可以说核聚变是一种高效且清洁的能源获取方式。

可惜的是,人类还无法实现可控核聚变,就算是人类实现了可控核聚变,更多改变的也是我们的日常生活,在太空探索领域,可控核聚变提供的帮助并没有我们想象的那么大,探索宇宙的时候,最大的问题是“时间”和“距离”,距离太阳系最近的恒星是“比邻星”,距离大约是4.2光年,人类现在的飞行器想要抵达比邻星,在不考虑补给和续航的情况下,也需要几万年的时间。

人类文明还不到一万年的时间,科技发展更是只有几百年,银河系中有几千亿颗恒星,我们前往最近的一颗恒星都需要几万年的时间,这显然是不够的,我们需要更强大的能源,让航天器实现更高的速度,才能探索更多的宇宙空间。

反物质

比核聚变更强大的能源,不得不提起“反物质”,反物质指的是正常物质的相反状态,反物质最大的特点就是和正常的物质相遇后,就会相互泯灭释放出大量的能量,500克反物质泯灭后释放的能量就可以超过地球上最大的氢弹,人类现在已经成功的制造出了反氢原子,可是无法让这些反物质原子长时间保存,并且少数的反氢原子提供的能量很少,几乎可以忽略。

未来人类或许可以用反物质作为能量,反物质最大的优点就是能量的转化比例很高,只需要携带少量的反物质就可以获得足够的能量,借助反物质或许可以让飞船实现亚光速飞行。

是否有比反物质更强大更方便的能源呢?还真有,它就是“真空零点能”。

在量子力学中,真空并不是什么都不存在,在看似平淡的真空中,还存在着一股巨大的“本地能量”,它就是真空零点能,一种在绝对零度时仍然会存在的能量,这也预示着,就算是在绝对零度时,空间仍然保持着活性。

真空零点能的存在可以由不确定性原理推测出来,不确定性原理认为,人类不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和动量,一个数据变得精准,会导致另外一个数据变得模糊,绝对零度时,物体的位置和动量就被百分百确定了,这违背了不确定性原理,因此在绝对零度的时候,粒子也会震动,粒子在这个时候震动具有的能量就是真空零点能。

如果人类在未来可以提取真空零点能,它绝对会是最理想的能源,因为真空零点能高效且清洁,我们可以从宇宙的任意一个点去获取零点能,从某种角度来看,真空零点能是无限的,因为在量子系统中,真空零点能必须存在。

真空零点能就像是宇宙留给人类的“免费午餐”,我们可以从宇宙的任何一个点获取无比庞大的能量,这种想法类似于曾经的“永动机”,科学家认为人类可以提取真空零点能后,我们的宇宙飞船就不需要为了能源担忧,可以在宇宙中毫无负担的航行,不需要任何燃料就可以在宇宙中航行几百年。

现在真空零点能只是被初步确认存在,是否可以被人类提取出来还是一个问题,不过真空零点能的存在,给了人类文明无限的可能。或许在几百年后,我们就可以从任何一个点获取无限的能量也说不定。

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