强大的反物质

时间:2023-11-25 03:39:01

通古斯事件的巨大规模提醒我们反物质的潜在能量不可小视。如果我们随手捡起一个物质当作燃料,那么反物质就是那束可以点燃燃料的星星之火,至少从理论上来说,反物质几乎是一种最好的将物质能量释放出来的方法。

宇宙大爆炸形成的物质结构中包含有巨大的能量,这些能量凝结成粒子,粒子组成原子,原子组成万物。通过释放内部的这些能量,化学反应和核反应可以将物质结构重排。但相比起数十亿年前物质形成的时候禁锢在其中的能量,即使现在最剧烈的爆炸也是微不足道的。

生物就像一个化学工厂,通过碳、氧以及其他元素的化学反应将能量从源物体中释放出来。你的体温变化和爆炸冲击波强度之间的不同主要是其中包含的时间尺度的差异。在我们体内,能量通过发热的方式缓慢释放,使一个正常人的体温保持在37摄氏度左右。当我们体内遇到诸如流感病毒这些入侵者时,体内的反应就会加剧以提供能量来抵御入侵者,结果就会使得体温略微升高,导致发烧。而化学爆炸本质上和体温变化原理没什么不同,它只是发生得快很多。适量的餐食足以提供你身体机能正常运转数小时所需的能量,但如果这个时间被压缩,以至于这些能量在一毫秒内完全释放,结果就会是一次爆炸。

但戏剧性的是,普通的火箭发射,甚至是最剧烈的化学爆炸,其释放出来的能量也只是原子内禁锢能量的十亿分之一而已。原子内部的能量大部分储存在原子核中,当核火花被点燃,就会产生像广岛和长崎经受过的那种能量,在它面前,化学炸药完全不值一提。但即使是原子弹爆炸,释放出来的能量也仅仅是所有禁锢能量的千分之一而已。即使是聚变反应——比如太阳内部反应或者氢弹这种迄今所知的最强爆炸物——也只是用到了物质内部总能量的百分之一。要释放所有的能量,只能通过逆转亿万年能量凝聚成物质的过程,将物质再变成能量。

反物质就能胜任这项工作。一千克反物质的湮灭,释放的能量是一千克TNT炸药爆炸能量的100亿倍,是相同质量核裂变能量的1000倍,核聚变能量的100倍。

科幻小说里的反物质就更有魅力了,它可作为太空飞船的一种超级能源——比如《星际迷航》里面。美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)也曾将反物质当作一种概念性的清洁能源来开展研究。如果广岛和比基尼环礁的核爆炸向我们展示了物质内部能量的千分之一能干什么,那么,根据公式E=mc 2 ,将物质内部的所有能量全部释放出来时,结果将难以想象。

当我们了解了以上这些内容,就不会惊讶于各种反物质的报道了。2004年10月的《旧金山纪事报》发表了一篇文章,叫“美国空军正暗地斥巨资研究如何使用一种剧烈的能源——反物质,它是普通物质的一种可怕的‘反面’,用以制造未来武器”。这篇文章震惊世界,进而以讹传讹,在印度传媒口中甚至变成了不仅仅是美国空军,“很多国家的防卫科学家都在研究反物质武器系统”,这种武器“小到甚至可以用手握住”。

当然,反物质不仅仅只存在于科幻界,它真实存在,而且似乎军方确实在研发反物质武器。我写这的主要目的之一,就是试图帮助读者区分反物质的相关故事中哪些是真实的,而哪些又是科幻的而已。