文/姿勢分子
對愛因斯坦或者物理學(xué)有點了解的朋友都知道一個特別牛的方程——質(zhì)能方程,也就是能量等于質(zhì)量乘以光速的平方。
愛因斯坦首次揭示了一個事實:質(zhì)量和能量是可以相互轉(zhuǎn)換的。
這個理論震驚了所有人,也開啟了物理學(xué)的新篇章。
不過,問題在于,質(zhì)能方程有什么用呢?
我們上學(xué)的時候?qū)W化學(xué)都知道,所有的化學(xué)反應(yīng)都遵從一個法則:質(zhì)量守恒定律。
既然反應(yīng)過程中質(zhì)量不會減少,又怎么可能出現(xiàn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換為能量的現(xiàn)象呢?
反過來,就更讓人困惑了。假如一個體系中有一股能量,它又如何能夠把自己轉(zhuǎn)變成實際的物質(zhì)呢?
有點匪夷所思。
事實上,質(zhì)量和能量的轉(zhuǎn)化,是超出生活之外的特殊環(huán)境和情況下才會出現(xiàn)的。
上個世紀(jì)30年代,人類首次發(fā)現(xiàn)了反電子。20年后,反質(zhì)子和反中子也相繼浮出水面。
原來,這個世界還有反物質(zhì)。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),粒子和反粒子的相遇,會發(fā)生物理學(xué)上最神秘的反應(yīng)——湮滅。
當(dāng)它們發(fā)生湮滅的時候,粒子和反粒子的實體消失,也就是質(zhì)量消失,完全轉(zhuǎn)化成能量。而轉(zhuǎn)化的過程,就是遵從著愛因斯坦的質(zhì)能方程。
這就是質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量的一種渠道。
那么,能量如何轉(zhuǎn)化為質(zhì)量呢?
其中一種形式,就是霍金提出的黑洞輻射。
我們通常認(rèn)為,黑洞是一個只吃不吐的怪物,霍金表示不認(rèn)同。
根據(jù)他的研究,黑洞在吃掉物質(zhì)的同時,會在內(nèi)部積累巨額的能量。這么多的能量即使對于黑洞來說,也是難以承受的。
被黑洞吞噬的能量,有的時候也會逃逸出黑洞。而這些能量在黑洞的強(qiáng)大作用下,會被轉(zhuǎn)化為粒子和反粒子,也就是發(fā)生了湮滅的逆向反應(yīng)。
其中,一個粒子被黑洞迅速吞噬,另一個粒子會朝相反的方向被射出去,這就是黑洞的霍金輻射。
一個反粒子雖然沒什么,但是這個過程會長期存在,導(dǎo)致黑洞逐漸損失自己的能量,因此這也是黑洞蒸發(fā)的一個過程。
這么看起來,愛因斯坦的質(zhì)能方程似乎只能用在宇宙,不適合在地球上使用。
的確,科學(xué)家已經(jīng)提出在宇宙中利用這個理論了。
面對廣袤的宇宙和人類航天器速度過低的尷尬局面,科學(xué)家提出了反物質(zhì)推動器,利用電子和反電子的湮滅過程提供巨大的能量,推動航天器以接近光速的速度完成星際穿越。
在未來,科學(xué)家或許也將掌握利用能量創(chuàng)造質(zhì)量的技術(shù)。換句話說,“憑空造物”,或許即將成真。
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