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地球上除了氫氦外,還有哪些元素?其中還有一個超級能源的能源系統

阿爾伯特·愛因斯坦

能源是一個文明發展的根基,尤其是當人類文明走上科技發展的道路之後,更是需要大量能源的供應。好在地球非常幸運,是一個資源豐富的生命星球,要知道宇宙的物質大部分都是氫,佔到了整個宇宙的75%。

我們都知道,元素週期表上有118種元素,其中有94種是自然界存在的元素。這些元素在地球上都有,要知道宇宙中的元素除了氫氦之外,其他的元素來歷都不容易。

恆星

是氫元素的轉化工廠,透過中心的

核聚變

將氫元素轉化為氦元素,而氦元素又會透過氦聚變轉化為其他元素。

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只不過恆星的核聚變轉化到鐵元素就停止了,而比鐵更重的大量元素則需要更加極端的條件才能夠形成,一般來說中子星的碰撞合併,大質量恆星末期的超新星等才能夠形成更極端的高溫高壓環境,才會產生少量的其他重元素。

所以,宇宙中的各種重元素含量是比較少的,而地球有幸能夠集齊這些元素,實在是難得。這主要還是跟

太陽系

的形成有關,在50億年前,原始的太陽星雲被一顆滅亡恆星發生的超新星爆炸擊中,由於距離太近,超新星爆發產生的重元素來到了太陽星雲,從而參與了太陽系的形成。

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就是這樣,黃金等重元素出現在了地球上,而人類在進入科技時代之後,也依靠這些豐富的資源實現了科技的飛速發展,僅僅用了短短的上百年時間,就有了現在的成就。

人類依靠豐富的資源,讓一個個科學理論變成了實際的應用,讓一個個科技實現,走出了地球開始探索宇宙。當人類走出地球之後,我們都知道宇宙有多麼的浩瀚,而地球在宇宙面前連一粒小小的塵埃也算不上。這個時候,人類的夢想就是能夠踏遍宇宙的每一個角落。

可是要實現這樣的願望,難度遠遠比我們想象的要大,要走出太陽系,探索其他的星系,那麼就需要具備星際航行的能力。而星際航行需要的則是速度,這個速度可不是地球時代的音速,超音速,而是適用於太空時代的亞光速,超光速等。

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我們要實現星際航行,最慢的速度也要達到亞光速才行,否則我們連小小的太陽系也無法走出去,更不要說探索宇宙了。而要實現星際航行,自然離不開能源,雖然地球上有豐富的各種資源,可是這些傳統的化學資源根本不可能讓飛船的速度提升到亞光速。

化石能源的潛力是有限的,它能夠讓我們擺脫地球引力的束縛已經很不錯了,要實現擺脫太陽系引力的束縛,那就需要一種更強大的能源。那麼這種能源會是什麼?有人可能會說核聚變可以讓我們實現初步的星際航行,那麼事實真的如此嗎?

看過《流浪地球》的朋友都知道,在這部影片中,人類的科技已經實現了冷核聚變,為了走出太陽系,地球安裝上了上萬個行星發動機,所用的能源就是核聚變。可即使如此,也無法給地球帶來更高的速度,需要進行多次軌道加速才勉強可以讓速度達到千分之一光速。

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由此可見,核聚變並不能給我們的飛船帶來真正的亞光速飛行,依靠核聚變或許可以讓人類自由探索太陽系,可是要探索系外的空間還是遠遠不夠,還需要更強大的能源。那麼比核聚變還要強大的能源是什麼?

科學家

想到了反物質。

反物質相信很多朋友也聽說過,這是真實存在的一種物質,是正常物質的反狀態。正電子、負質子都是反粒子,它們跟通常所說的電子、質子相比較,電量相等但電性相反。

反物質概念是英國物理學家保羅·狄拉克最早提出的。他在1928年預言,每一種粒子都應該有一個與之相對的反粒子。到了1995年,歐洲核子研究中心的科學家在實驗室中製造出了世界上第一批反物質——反氫原子。1996年,美國的費米國立加速器實驗室成功製造出7個反氫原子。

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既然反物質是存在的,那麼物質可以形成天體,形成星系,那麼在宇宙中會不會存在完全由反物質構成的空間或者星系?1997年4月,美國天文學家宣佈他們利用伽馬射線探測衛星發現,在銀河系上方約3500光年處有一個不斷噴射反物質的反物質源,它噴射出的反物質形成了一個高達2940光年的“反物質噴泉”。

由此科學家認為,宇宙中應該存在等量的物質和反物質,而在3000光年外或許有大範圍的反星系區存在,在反星系中,存在著大量的反物質。當正反物質相遇時,雙方就會相互湮滅抵消,發生爆炸併產生巨大能量,這個能量級別非常強大。

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根據科學家的研究認為,500克反物質釋放的能量超過了現在地球上威力最大的氫彈,這是未來人類需要的“超級能源”。這種能源才有希望讓我們實現星際航行,科學家認為利用反物質作為燃料的火箭可以實現70%光速,以這個接近光速的速度航行,走出太陽系非常輕鬆,也可以探索附近百光年範圍內的星系,讓人類初步實現星際探索。

當然,亞光速並不能讓我們走遍宇宙,即使是銀河系,想要實現自由探索,也需要超光速才行。而要實現超光速飛行,僅僅依靠能源的強大是無法做到的,因為愛因斯坦相對論告訴我們,物體的速度極限是光速,想要打破光速,那麼就需要應用到時空扭曲的理論。

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只有將時空扭曲,才能夠打破光速的限制,讓時空帶動著飛船前行,實現超光速飛行。而這樣的技術對於人類來說還太遙遠,星際探索的步伐要一步一步走,下一走是實現可控核聚變,之後是反物質能源的應用。當科技積累到一定程度之後,才有希望實現空間的跳躍,甚至是蟲洞穿梭。

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