以前看过一则新闻,说是英国科学家已经计划用激光撕破真空,由于时间太久了,当时的报道找不到了,只能把当年相关的文字报道找来,当时很多人对撕破真空这事感到很疑惑,真空不是啥都没有吗?这玩意儿还能撕破不成,后来在某度上查了很多资料,当时看的是云里雾里的,反正也是看不懂,直到本科上的量子力学的专业课才明白真空其实并不空。
事实上宇宙中就不存在绝对真空,绝对真空就和绝对刚体的概念一样,只是计算物理公式时的一个理想模型,到目前为止,由真空延伸出来的前沿物理学有反物质、霍金辐射、宇宙起源之初正反物质这不对称之谜,可能很多人在营销号那种科普视频中看到过很多次反物质推进器飞船,不过他们在这东西上也没有瞎吹,反物质这东西的能量转化效率的确是100%,即便是一克的反物质释放的能量也是十分巨大的,因为这一克反物质释放的能量也是以质能方程式的形式100%释放出来的。
那啥是反物质呢?反物质和真空又有啥关系呢?其实反物质的概念最早可以追溯到1927年,我们知道原子核外一直都有一群电子,这些电子的运动速度很快,当运动速度达到一定界限,相对论效应就很显著,所以当时物理学家狄拉克就用相对论推出了电子在高速运动下的相对论方程,电子的相对论方程是个等式,这个等式在计算的时候会出现一个除了正能量之外的负能量值,那时候还没有发现任何带有负能量的粒子,但也不能说这个等式是错的。
所以狄拉克为了弥补电子的相对论方程中出现负能量值的结果,就提出了真空中充满了一种带有负能量的电子“海”,这就是狄拉克之海。一开始狄拉克认为这种带有负能量的电子应该是质子,因为质子带正电可以和电子抵消,后来计算发现,带负能量的这些电子质量应该是和电子一样大的,但是质子质量远大于电子,况且质子的能量是正能量,所以质子不可能是带负能量的电子。
直到1932年米国物理学家卡尔安德森在实验室发现了这种带负能量的电子,这种带负能量的电子一旦和电子相遇就会100%湮灭,理论上来说这种电子应该叫反电子,但是之前狄拉克等科学家就以正电子的名字预测了其性质,所以即便发现了这种反电子,后面也常用这正电子的名字来代替,但后面新发现的反粒子不会再单独给它起名字了,统一称之为反某某粒子,比如反质子、反中子等等。
反粒子是自然界中普遍存在的一种粒子,大家也不要老是在评论区问为什么会存在反粒子,我们也不知道为什么会存在这种粒子,因为这就是自然现象。理论上预测每一种粒子都有自己的反粒子,就和阴阳一样,有正就有反,反粒子遇见与自己相匹配的正粒子就会完全湮灭,核聚变和核裂变会释放大量能量,其实也不过是亏损了很小一部分质量而已,反物质和正物质相遇,质量会百分之百释放,那产生的能量岂不吊打原子弹和氢弹了?
反质子、反中子、反电子,这些反粒子也可以像质子、中子、电子一样构成反原子,由反原子构成的宏观形态就是反物质,那怎么制造反物质呢?其实完全不用刻意制造反物质,因为宇宙中到处都有反物质,眼前的空间身体内就不断有反粒子出现,真空并不空,如果我们能通过某种手段把空间中的所有物质、辐射和引力波全部都移除掉,仍会发现空间中有少量固有能量,这些能量怎样都是剔除不掉的,因为在空无一物的空间中也会冒出来一对正反粒子对。
而且正反粒子会随机且毫无征兆地从真空中突然冒出,一对正反粒子会凭空从真空中诞生,这时候正粒子带的是正能量,反粒子带的是负能量,所以当正反粒子对凭空出现的时候,能量守恒定律在微观尺度上就暂时被打破了,因为这些粒子的能量是暂时向真空借的,有借就有还,所以这些正反粒子很快就会湮灭,然后释放能量又归还给了真空,能量守恒定律就又成立了。(以上内容取材于网络,部分观点未经科学证实,请理性看待)
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