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随着人类对宇宙探索的逐步深入,科学家们发现了宇宙当中一些奇妙物质的存在,这种物质价格不菲,被称为反物质,那么究竟什么是反物质呢?

为什么反物质价格不菲?

对于大多数人们来说,买房买车便是人生的终极追求。现在人们经常感叹某某城市市中心的房价,某某品牌的车辆价格飙升,甚至家附近菜市场的价格变动也牵动着消费者的心。但是有这样一种物质,它的价格是大家无法想象的存在。

一般来讲,按克计算的物品都是非常昂贵的,一般能够想到的就是黄金、白银、钻石等等首饰用品,但是有一种物质它不仅用克计算,而且它的价值更是令人难以企及,那就是反物质。

一克反物质的价格是62.5万亿美元,这个价格也就是一克反氢原子的成本,可想而知,反氢原子是世界上多么稀有的存在。如果对62.5万亿的概念很模糊,那么每个年度的国民GDP总量,就是对这个国家一年收入的最客观的衡量方式。拿年的中国GDP总量来说,中国年一年的经济收入是13.2万亿美元,那么一克反物质的售价相当于5个左右的中国GDP总量值。

对于现在人们的消费水平和消费观念来说,这样的商品势必会是有价无市的存在,首先,现目前没有哪个国家和个人具有这么庞大的经济实力,所以反物质其实更多的是被应用于宇宙科研领域,这样的价格也主要是人类目前对这种物质的衡量标准,并不是真正地投放市场,更多的是人类对于宇宙探索进步的一个标志。

宇宙中的反物质是什么?

提到反物质,历史上一个著名的大爆炸事件就必须被随之提起。这是一场号称与反物质有关的大爆炸,在当时也是掀起了一阵轩然大波,这场大爆炸就是通古斯大爆炸。这场爆炸来得非常突然和猛烈,当时的人们也不具有现在的认知水平,一度也无法解释为什么会发生这样的大爆炸。

因为这场大爆炸的威力已经大到相当于两千万吨烈性炸药一起爆炸的程度,和日本广岛原子弹大爆炸的威力可以相提并论,可想而知,对于当时的人们这是多少惨烈自然灾害的发生。

正是因为用当时地球上的物质无法解释这样威力巨大的物质能量,所以有一位美国的科学家认为那场巨大的爆炸可能是由一颗陨落到地球的反陨石造成的,这颗反陨石里面含有反铁,这些都是反物质的结合体。

那么反物质究竟是什么呢?现在的科学家们已经对此有了一个比较清晰、明确的认识。反物质它的其他部分都与正常物质无异,但有一点,正常物质只有带一种性质的电荷,但是反物质它同时携带了相反电荷,这些相反电荷的粒子构成了反物质。世界上每一种粒子,都有与其对应的反粒子,这其实很想古代道家的哲学思想,阴阳平衡、相反相成。

所以从这个角度来说,正常物质与反物质就是相互对立的状态,好似水与火的状态。物质当中小单位划分是从原子开始,但因为反物质与物质不同,所以反物质当中存在的应该是亚原子。

这些亚原子和正常物质的性质相反,它们之间所含的电荷也是相反的。在反物质里,还有一个反粒子的概念。在物质的原子里面,具有一个原子核,它里面含有质子和中子,质子带正电,中子不带电或者可以理解为带中型电荷。

围绕着原子核做圆周运动的是带负电荷的电子,电子是否发生轨道的变化取决于电子被激发的程度,如果电子保持原来的状态即称为基态,电子如果获得能量发生跃迁,即被称为激发态。

而反物质的电荷恰恰与物质相反。反电子的行为和电子十分地类似,但是却携带着正电荷。反质子也和物质的质子所带电荷相反,带的是负电荷。但是反物质并不是反引力,并不能因为反物质与物质的物理属性都相反,就逐一而论。但是现代科学家可以肯定的是,反物质具有重力对正常物质相类似的作用,但具体如何定义和衡量,还没有准确的答案。

反物质的来源、存储与运用

来源

反物质的来源众说纷纭,有的科学家认为在宇宙大爆炸的时候反物质就产生了,有的科学家认为反物质是宇宙物质的衍生物,还有的科学家认为反物质根本就不存在,只是人们对于宇宙难以解释的现象进行解释的一个途径。但是现在大多数的主流观点集中在宇宙大爆炸时就产生了反物质,只是人们在现在的科学研究中才发现了它的存在。

在宇宙大爆炸的瞬间产生了很多物质,有的发生聚变、裂变等反应,形成了现在人们所处世界的物质。有的物质因为本来就与其他物质的物理性质相反,这个不能用传统的异性相吸来解释,因为宇宙的物质发生反应的前提是要在一个反应纬度。正因为这样,反物质本身就难以产生反应,所以就这样一直留存在宇宙中,等待人们的发现。

存储

对于这种在宇宙中能够自然存储的物质,在人为条件的影响之下,怎样能够存储好呢?因为粒子只要和反粒子一接触就会发生反应,导致反应物消失,所以这是保存反物质的一大难题。一旦这两种物质发生了反应,它们的质量就会转变成单一的能量,这种能量干净,不带有其他物质的干扰。所以,储存反物质的前提就是将粒子和反粒子分开,这样才可以完全地杜绝相互之间反应的发生。

因此科学家们想到用电场来制约粒子,将它们束缚在固定的电离磁场中,这样就可以保证不会和反粒子接触。在这种情况下,就可以尽可能地储存带电的反物质粒子。

但是相同电荷之间互相排斥,所以要想储存大量的反粒子就必须有足够大的磁场来容载大量的粒子,但是这样做的难度很大,所以现在仍然无法大量地储存反粒子。

刚刚的情况是储存带电的反粒子,如果是不带电的反粒子那么就不可以通过电磁场的方式来控制粒子,从而达到与反粒子分开的目的。所以科学家们正是陷入了这样的困境之中,所以在储存不带电的反粒子方面,只是提出了一个“磁瓶”理论,“磁瓶”不具有电磁场的物理性质,也许可以储存不带电的反粒子,但是这个观点还没有得到证实。

运用

因为反物质具有庞大的能量,所以具有这样力量的反物质在未来航天技术上应该是非常受科学家们所欢迎的。因为在现在的航天技术中,最受限制的就是飞行距离和飞行燃料的问题。如果将反物质合理地应用到航天技术当中,那么或许人类能够在未来可以比现在远距离上百、上千、甚至上万倍的飞行,并且在中途也不用考虑燃料补给的问题。

这在一些军事领域也是非常大的突破,用于军事勘探的战斗机一般都不能飞行过远的距离,因为战斗机一般体型较小,不能携带过多的燃料,所以燃料的限制既是飞行距离的限制也是探索距离的限制。

除此之外,反物质可以被制作为燃料,用于星际远航旅行。从科学家长期的观测结果看,星球与星球之间的距离是非常遥远的,比如虽然在地球上可以看到太阳,但是太阳和地球的距离却是要以光年来计算的,足以看出星际之间距离的遥远。

正是因为这样遥远的距离,如果两个星球之间的距离超出了人类的承载距离,那么燃料就无法支持宇宙飞船继续航行,这不仅是非常危险的,同时也阻碍了人类探索宇宙的脚步,所以,反物质的出现,会是人类星际航行的一大进步。

最后一个用处就是制造反物质武器。虽然世界现在是处于和平的状态,但是每一个国家都在尽力地巩固自己的国防,并且在不断地研究新的国防武器,这就是为了增强自己国家的军事实力。所以,发明先进的军事武器并不是为了挑起战争,而是更好地保卫自己的祖国。如果能够在反物质领域有所研究,那么把它应用在武器制造方面也将是一个非常好的应用途径。

但是以上应用领域都会有一些应用的风险因素,因为这些未经探索完全的先进技术一旦操作失误便有可能带来无法挽救的损失,所以在每一项技术正式投入人类的生产生活之前需要进行缜密的分析与风险的评估,在保证不造成伤害的情况下进行研究,这才是科技与人性化的结合。

反物质存在于何处?

前面介绍了反物质的其他方面,那么反物质究竟在哪里呢?

美国航空航天局是这样对反物质的存在环境进行解释的:反物质粒子,即反粒子,是在大型粒子加速器上产生的。也就是说,这种反物质粒子并不能够在自然环境的状态下出现,它需要人为地为它创造环境。

在这样的粒子对撞机中,每天都会产生反粒子。然后在这些对撞机里的粒子束加速到一定速度的时候,就会发生更为剧烈地碰撞和反应,由此产生更奇特的粒子,但是这些都是非常短暂的存在,并不能长时间地维持,所以这也是一直没有对反物质深入研究的原因。

除此之外,还有一种对反物质存在的说法,宇宙大爆炸初期,宇宙当中只有能量,没有物质。待到宇宙冷却之后,才产生了物质和反物质,这两者的数量在产生初期是相等的,但是在发展的后期,反物质逐渐“隐藏”了起来,物质在宇宙中占了主导地位。

大自然中无奇不有,不仅仅只有眼睛可以看到,双手可以触摸到的物质,在人们肉眼无法看到、双手无法触及的地方,有许多甚至都不知道如何命名的神奇物质,它们也是世界上的另一个存在。人们从一开始对反物质的怀疑和猜测,到对反物质的确定,最后到对反物质更深入的研究,这一切都标志着人类对大自然的探索之心。



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