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比核聚变还要强大的能源,一旦实现应用,或许可以让人类成为星际文明
能源是工业发展的核心,人类科技快速进步的关键也是能源。能源是人类科技文明发展的基石。没有它,一切科学技术都只能纸上谈兵,无法付诸实际应用。
数百年来,能源的性质没有改变,仍然是化石能源的不断升级的应用。如果我们只在地球上发展,化石能源完全可以满足我们。然而,随着人类走出地球,开始探索宇宙,我们发现化石能源越来越不足。
人类现有的能量不足以支撑我们离开地球太远,更不用说探索浩瀚的宇宙了。目前人类最快的飞船是旅行者1号,速度为每秒17公里。它的速度如此之快,飞行了40多年,现在离我们只有210公里。这个距离只在日光层之外,不在太阳系之外。
照这样下去,旅行者1号要飞出太阳系还需要几万年。这个速度可以说是慢如乌龟的速度。我们不可能以这样的速度探索其他星系。因此,科学家们一直在寻求能源方面的突破。只有能源突破,人类才能走得更远,探索更遥远的星球,人类的未来才会更美好。
目前,科学家们一直在研究和探索的可控核聚变是下一个替代化石能源的新能源。那么,当人类掌握了可控核聚变后,我们能否自由走出太阳系,探索附近的星系呢?恐怕也很难。
爱因斯坦的相对论告诉我们,质量物体的速度只能无限接近光速,甚至光子的速度也只是光速。光速极限理论让很多人感到绝望,认为人类永远无法走遍银河系甚至宇宙。
但是爱因斯坦的相对论为我们关上了一扇窗,又为我们打开了另一扇窗。广义相对论提出时空扭曲理论,使得超光速成为可能。目前,科学家认为实现超光速的方法主要有两种,一种是穿梭虫洞,另一种是使用曲率引擎。
无论是虫洞穿梭还是曲率引擎,都是时空扭曲的应用,需要扭曲才能打破空间。时空畸变虽然存在,但在正常情况下畸变很小,要实现飞船的超光速飞行,需要更大的空间畸变。要大幅度扭曲空间,我们需要更强大的能量,这恐怕核聚变无法实现。
所以科学家们想出了一种比核聚变更强大的能量,那就是反物质。反物质是正常物质的逆态,类似于物质粒子,物质粒子的电或自旋与力相反。每个基本粒子都有对应的反粒子。当基本粒子遇到其反粒子时,会同时湮灭,释放出100%的强大能量。
最早的时候,反物质只是科学家猜测的一种粒子。20世纪60年代,科学家通过加速器发现了各种基本粒子的反粒子,从此就没有必要怀疑反物质的存在。1997年,科学家宣布发现“银心反物质喷泉”,使科学家对反物质的热情再次高涨。
一克反物质释放的能量约为42800吨TNT当量,几乎相当于当年的“小男孩”核弹,而500克反物质释放的能量则可以相当于人类最强大的氢弹。如此强大的能源,正是人类探索宇宙所需要的。有了这种强大的能源,我们的飞船速度可以得到质的提高,至少可以实现亚光速飞行。
如果我们将来掌握了曲率引擎技术,就需要反物质作为强大的能源来扭曲空间。正是这种能量对人类的未来非常重要,所以科学家们一直在积极研究和探索它,希望能产生更多的反物质。遗憾的是,以人类目前的科技实力,虽然我们可以制造出一些反物质粒子,但是很快就会湮灭,无法真正保存下来。
目前反物质生产成本也很高。根据科学家公布的数据,生产十亿分之一克反物质需要花费近60亿美元。这个价格我们承受不起,人类要想把反物质这种强大的能源应用到实践中,需要大量的反物质。只有掌握了制造反物质的廉价方法,反物质的应用才能真正成为现实。
除了廉价制造反物质,存储反物质也有很大的技术难度,需要我们不断克服。对于人类来说,反物质技术的应用还很遥远。下一步是尽快实现可控核聚变,这是化石能源和反物质能源的过渡阶段。
核聚变能让我们轻松走出地球,自由探索太阳系。按照科学家对宇宙文明的分类标准,此时的人类文明将升级为一级文明。当我们掌握了反物质能量,就可以轻而易举地走出太阳系,探索系统外的星空。这时,人类将成为一个星际文明,正式开启宇宙霸权之路。
反物质不仅可以给飞船带来强大的动力,还可以用来制造强大的反物质武器。要知道,人类一旦成为星际文明,必然会接触到其他外星文明。但是在黑暗森林法则下,宇宙中的文明之间可能很难维持真正的和平。
一旦人类和外星文明发生冲突,武器就是进入的根本。反物质武器的威力远远超过核聚变武器。有了他们,人类的星际之旅可以更安全。
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