能量|核武器把质量转化为能量,我们能反其道而行把能量转为质量吗?
世界上最著名的公式非爱因斯坦的质能方程莫属 , 它是从狭义相对论得出的关于质能和能量之间的关系 。 就算是没学过物理的人 , 也知道原子弹的巨大威力 , 而原子弹的理论基础就是该公式 。 质量和能量是事物的两个方面 , 当核武器发生核反应时 , 不管是聚变反应还是裂变反应 , 它都将失去质量转变为巨大的能量输出 。
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从理论上讲 , 1克的物质可以转换为9×10^13焦耳的能量 。 可能很多人对这个数字没什么概念 , 为了让大家了解这个能量的巨大 , 我们举个生活中的例子 。 假如这1克物质产生的能量可以全部转化为电能 , 那么它可以提供一个100瓦的灯泡持续点亮28万年 。
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可能很多人都有这样一个疑问 , 目前的技术已经可以通过核反应把质量变为能量 , 并用于和平用途 , 例如核反应堆发电 。 根据质能方程 , 我们是否能反其道而行 , 把能量转换为质量存储起来呢?能量转换为质量肯定能实现的 , 不过要大量做到这一点 , 目前实践上还是做不到的 。 现在我们来看看为什么 。
在实验室中 , 我们能看到一种能量非常高的射线——伽马射线很轻易就能转化为电子和正电子 , 正电子是电子的一种反物质 。 这时 , 我们看到能量和物质的转换过程就颠倒过来了 , 能量通过这种方式转化为质量 。 但是这时形成的都是很轻的粒子 , 其质量基本上接近于零 , 用这样的原理能转换更多更大的物质吗?
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以目前人类的技术来讲 , 答案是否定的 。 我们前面已经讲过 , 1克的物质可以完全转化为9×10^13焦耳的能量 , 同样也需要这么多的能量才能转化为1克的物质 。 也就是说 , 燃烧2.6亿升汽油生成的能量才能产生1克的物质 , 这需要耗费数十亿的资金 。
即使有人不惜倾家荡产收集能产生1克物质的能源 , 想创造一次惊天动地的世界纪录 , 技术上也还是无法做到 。 原因很简单 , 我们无法把这么庞大的能量一次性集中在一个很小的空间之中 。 如果你的体积不够充分小 , 它也就不能转化为质量了 , 例如全球范围内产生的能量足够大 , 但是也不能转化为质量 。
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【能量|核武器把质量转化为能量,我们能反其道而行把能量转为质量吗?】虽然我们目前的技术还不能在地球上实现这一点 , 但是从理论上来讲 , 它是可能的 , 并且宇宙的某种机制已经实现了这一点 。 根据科学家的推断 , 宇宙早期是一团能量 , 在某种物理机制下 , 它的能量转化为了我们目前所看到的物质 。
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