小时候听说有黑洞的时候,常常吓得睡不着觉,生怕自己被吸进黑暗的世界压成无限小的一点;后来又听说了反物质,更是怕得不得了,那时候有个小说,说一个人在太空里遇到和自己一模一样的人,一握手,砰!炸了,两个人化作一团比太阳还耀眼的强光,灰飞烟灭。
现在知道了,黑洞并不可怕,可怕的是不了解它的知识;反物质不可怕,可怕的是没理解它的性质。你不掌握知识,就会被无知恫吓;你不探究真理,就会被谎言欺骗。
反物质是正常物质的反状态,比如带正电的电子,带负电的质子,它们结合起来就形成了反物质。反物质相遇会发生湮灭,也就是说爱因斯坦的质能方程E=mc^2,右边的m全部转化成左边的能量E。在原子弹中,这个转化率只有0.09%,氢弹转化率只有0.7%,可见这种湮灭是最大效率的转化,宇宙中没有比这更狂暴的力量了,除了大爆炸的时刻。
反物质有几个性质非常有意思。一是有个值得玩味儿的概念,反物质就是在时间中逆行的正物质,这是指物质和反物质具有CPT对称,也就是时间、电荷、宇称一起被反向变换后不变,而不是真的可以进行时间旅行;二是反物质应该和正常物质一样受重力影响,但一些科学家认为它具有反重力,也就是说你在地球上扔下一块反物质,它不会向下落,而是会向上升,当然前提是你能想办法不让它接触任何东西,否则你会死得极其壮怀激烈。
反物质如此狂暴,你可能认为它离我们很遥远,在无数个星天外,其实反物质就在你我身边甚至身上。香蕉中含有钾-40,是钾的天然同位素,衰变过程中就会产生正电子,一根香蕉大约每75分钟就会产生一个。由于人体也含有钾-40,所以你的身体也会产生反物质,湮灭随时都在发生,不过释放的能量太小,不会对你构成任何威胁。
我们说的反物质其实是指反物质粒子,比如正电子、反质子,真正意义上的反物质原子都是人工制造出来的,而且只有一种,反氢原子,因为它很简单,只有一个反质子和一个正电子,中国和美国科学家曾合作制造过氦4核,已经是非常了不起的成就了。宇宙射线会产生反质子、正电子,但宇宙中是否有反物质组成的原子,甚至反物质星球,到现在还从没有探测到,很多科学家认为根本就不存在。
目前人类所拥有过的反物质都是由粒子加速器制造的,只能以毫微克计,寿命最长的存在了1000秒,释放的能量全部加起来不足以烧开一杯茶水。折算下来,相当于生产1克反物质,要耗费2500万亿千瓦时的能量,1千万亿美元的成本,可以说是人类有史以来性价比最差的物质了。
正电子已经应用于医学领域,在人类征服火星的过程中,反物质推进装置可能发挥巨大的作用,它可以将飞船加速到0.7倍光速,仅需几十毫克就可到达火星。但反物质的制造和储存却是大难题,如果财力允许的话,也许我们可以绕赤道建一个环地球强子对撞机来生产反物质。不过科学家们已经在太空中探测到反物质带,它被夹在地球的范艾伦辐射带两个层面中间,虽然数量不多,但足以为太空飞船提供足够的燃料,那时到三体世界就只需区区六年的时间了。
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