可控核聚变一直被誉为人类文明的终极能源,但事实上它远远谈不上终极,因为它的质能转化率只有0.7%,而反物质的转化率是100%。
所以在物理学家们看来,正反物质湮灭才是真正的终极能源,它能把质量全部变成能量释放出去,能把爱因斯坦的质能公式发挥到最高水平,和湮灭能量相比,可控核聚变就是一根蜡烛,因此在科幻作品中反物质一般被用作炸弹,或者飞船的能量来源。
可惜的是现阶段人类文明并没有足够的能力去制备反物质,在只有粒子对撞机内部能生产极少量分反物质粒子的情况下,一克反物质的生产成本高达60万亿美元,所以在可以预见的未来,反物质是不可能被用作能源的。
不过对反物质的研究倒是一直在进行,不久前《自然》杂志上刊文称,物理学家们在反物质领域验证再次验证了爱因斯坦理论的正确性,即明确了反物质也会受到引力影响,而且不存在什么反引力。
具体而言,他们是观测到了一些反物质粒子的自由落体运动,从而确认了反物质和正常物质一样也会受到地球引力影响,只不过它们和正常物质的电荷相反而已,我们日常生活中的物质都是负电子或者正质子,而反物质是正电子或者负质子,它们一但接触就会瞬间湮灭并释放能量,因此反物质的制备都是用电磁力进行的。
其实在反物质背后,还藏着一个宇宙秘密
按照大爆炸宇宙模型,我们的宇宙在138亿年前爆炸的时候其实产生的对等的物质和反物质,理论上来说这些物质应该完全湮灭,全部以能量形式释放才行,但事实上却是我们的宇宙留下来了一部分正物质,这些正物质还在后来形成了恒星星系,以及地球上的我们。
这种大爆炸之后正物质与反物质的不相称,被科学界称为对称性破缺,迄今为止也不知道为什么能留下一部分正物质,有科学家甚至认为在大爆炸的瞬间除了我们的宇宙,还形成了一个反物质宇宙,并且在它们看来我们才是反物质。
此次的实验还证明了,反物质粒子即反氢原子在地球引力下加速度和普通物质一致,这意味着宇宙中天然存在反物质们,也会受到其他天体的引力影响而运动,并不会因为反物质的特性而产生反引力之类的东西。
在可以预见的未来,有关反物质的开发利用是一定会变成现实的,因为它的能量密度太高了,属于质能转化的顶级水平,整个宇宙中也不会再有超过正反物质湮灭的能量释放,所以如果未来人类文明能制备反物质的话,仅需几克反物质的能量,就可以让飞船从地球飞到火星。
同时我们也要意识到,半吨反物质在地球上爆炸,就能动摇地球的深层地质结构,甚至是让整个地球解体,所以反物质的开发利用和反物质的风险是一样大的,就像今天我们在开发核能的同时防范它一样。