科幻小说中描绘的星际穿越、超空间驱动和超空间跳跃等概念,已经让我们憧憬了几十年。但由于技术限制,我们离实现这些梦想还有很长的路要走。不过,现在可能有了新的希望:一项新研究探讨了利用反物质作为燃料,这种燃料有可能以比现有任何技术都快的速度将宇宙飞船送入宇宙。
对于不熟悉的人来说,反物质是正常物质的奇异“对立面”,它拥有相反的电荷和物理属性。当反物质与正常物质相遇时,会发生湮灭,释放出巨大的能量。仅仅一点点反物质就蕴含着巨大的能量——比传统燃料如火箭推进剂强大数百万倍。
阿拉伯联合酋长国大学的研究人员进行的一项研究计算了相关数据,结果令人震惊。理论上,仅仅一克反氢这种反物质就能产生足够的能量,推动23艘太空梭。
研究人员在《Science Direct》期刊上发表的研究中指出:“以公斤为单位计算,这种能量大约是太空梭主引擎所依赖的氢氧燃烧能量的十亿倍,比太阳核心的聚变反应还要高出300倍。”
此外,反物质引擎的理论比冲可以达到惊人的2000万米每秒,研究人员表示这可能使“星际推进从梦想变为现实。”
有了这种推力,载人反物质火箭不仅能探索太阳系,而且有可能在人类正常寿命内到达邻近的恒星。实际上,研究人员讨论了在几天或几周内穿越太阳系的可能性。
尽管这些数字看起来相当有希望,但理论与实际之间总是存在差距。反物质并不是一种常见的资源,存在一些重大的技术和经济障碍。
首先,反物质在接触正常物质时会立即消失。隔离和储存它需要极其复杂(且昂贵)的容器系统,这些系统使用强大的电磁场。目前的记录是在欧洲核子研究中心的粒子对撞机上,反物质在湮灭前仅能维持16分钟。
然后就是制造反物质的高昂成本。欧洲核子研究中心的设施每年只能生产大约10纳克反物质,每克的成本高达数百万。为反物质火箭建造足够的燃料将需要巨额预算和远远超出当今能力的复杂的反物质生产技术。
然而,尽管这些障碍难以克服,但它们并不一定是永久性的障碍。论文建议,持续的研发可能有助于解决封装和制造挑战。希望在我们的有生之年能够实现这一目标。
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