暗物質與反物質更適合人類用做宇宙飛船的燃料,有人說這兩種物質能讓飛船的飛行速度達到光速,這是真的嗎?

向反方向




反物質

反物質是由反粒子構成,由反中子、反電子和反質子構成的原子就被稱為反物質。



例如氫是由一顆帶正電荷的質子和帶負電荷的電子構成,而反氫是由帶負電荷的反質子和帶正電荷的反電子構成。物質和反物質相遇後會發生湮滅,將全部質量轉換成能量。根據愛因斯坦的質能方程:E=mc²,這將釋放出巨大的能量。

圖:大型強子對撞機

反物質在自然界幾乎不存在。雖然主流科學界認為,在大爆炸發生後的一瞬間,正反物質的數量應該是相同的,但為什麼現在幾乎沒有反物質,至今科學家也搞不懂。反物質在製造上是非常困難的,需要用加速器加速粒子撞擊後產生。而且每次製造反物質以個數計算,而不是以質量。所以目前要利用反物質作為能量來源製造火箭是一個不可能的事情。

暗物質

暗物質是在進行天文觀測時發現的。科學家發現星系外圍的恆星運動速度太快。如果按我們觀測到的星系物質數量,這些恆星應該逃離星系,成為流浪恆星,但它們並沒有這樣。

這樣,科學家就面臨兩個選擇:一是,我們的引力理論錯誤了;二是,還有我們沒能觀測到的物質。

引力理論與太陽系以及在較小範圍內的天體運動符合得很好,沒有理由懷疑這些理論是錯誤的。那麼,唯一的選擇就是有的物質沒有被發現。這就是暗物質的由來。

圖:暗物質包裹著的地球



暗物質被認為是一種不與其他物質發生電磁相互作用力的物質,只能通過引力作用進行觀測。它大量的存在於這個宇宙中,但是密度極其稀疏,暗物質佔這個宇宙物質的26.8%,常規物質只佔4.9%,其餘都是暗能量。

暗物質由於不與電磁力作用,所以通過常規的光學觀測不能夠發現,目前科學家還沒有找到任何的暗物質,不過中微子可能是一個選項。根據暗物質的性質,它是無法被用來提供能源的。

無論採用什麼物質作為能源,都無法將飛船加速到光速的,這是相對論所禁止的。因為有靜止質量的物體被加速到光速時,它的質量就成為無窮大了,不可能有無窮的物質和能量,所以這是不可能的。除非能夠繞開相對論的限制,目前理論上可以繞開相對論的飛行器就是曲速引擎。但這裡會需要負質量,這個理論可能不是正確的。

圖:曲速引擎


講科學堂


首先,無論什麼物質,讓宇宙飛船的局域速度達到光速是不可能的,因為這違背了狹義相對論。無論怎樣加速,飛船的速度只能無限趨於光速,但就是無法達到。

其次,暗物質是理論預言中的一種特殊物質,它們不會產生電磁力作用,無法通過電磁波進行觀測,但它們會產生引力作用。根據目前的估計,宇宙中的暗物質總量大約是普通物質的5倍。

不過,我們現在對暗物質知之甚少,就連它們是由什麼構成的都不知道(理論猜測是大質量弱相互作用粒子),所以談何利用暗物質作為宇宙飛船的燃料。況且還有一種可能是,暗物質根本就不存在,而是人類現有的引力模型有缺陷,無法描述那些異常的引力現象。

至於反物質,確實可用於飛船的燃料。反物質遇到正物質會發生湮滅,質量完全轉化為能量,這是目前人類已知最為強大的能量來源。如果未來可以製造出足夠多的反物質,或者像《三體》中描述的那樣,宇宙飛船可以在太空中收集到足夠多的反物質,那麼,這是完全有可能實現亞光速飛行的。

另外,根據廣義相對論,如果我們能夠找到或者製造出另一種特殊的物質——擁有負質量的負物質,用它們可以打開蟲洞,這樣可以實現最高效的星際旅行。從某種意義上來說,穿過蟲洞的宇宙飛船是可以超光速的,但這是空間效應所致,與狹義相對論不存在矛盾。


火星一號


暗物質是理論上提出的可能存在於宇宙空間的一種不可見物質,科學家在大量天文學觀測中研究發現,暗物質的確存在,且組成了宇宙85%的質量,但是,它是看不見的粒子,又幾乎不參與電磁和強相互作用,要找到這些充滿銀河系及宇宙其它星系的粒子是件相當困難的事情,



反物質則是物質的一種倒轉的表現形式,按照物理學家假想,宇宙誕生之初,曾經產生過等量的物質與反物質,兩者一旦接觸便會產生巨大能量相互抵消湮滅,可這些反物質收集十分困難,據說,全球科學家努力了20年才製造出負17次方克的反物質,這點量的反物質根本沒有現實意義,物理學家曾介紹說,1公斤的反物質相當於5萬頓氫彈爆炸的能量,但1公斤的反物質的製造,按地球人現在的速度來看,那是異想天開,


有研究表明,在特大黑洞中加點暗物質,會形成蟲洞,蟲洞在宇宙中無處不在,但會在引力作用下轉瞬即逝,這樣的速度就連光也無法通過,這裡是說蟲洞坍塌的速度快於光速,並不是說加點暗物質就能使物體超越光速,按照現代人對光速的理解,質量不為零的物體達到光速是不可能的,只有靜質量為零的光子,才始終以光速運動,飛船是有質量的,加入暗物質燃料,只不過是提升了它的速度,但讓一個有質量的物體超越光速顯然是不可能的,加入反物質燃料其實也是一樣,


任我行162458367


一步步來吧,目前的飛船還不能飛到火星,太陽系更是不要提,所以分階段的科技提升。初步先要使用真空離子推進器,使用核聚變能源驅動。再次使用暗能量驅動,進行接近光速的飛行,這時需要的凝聚態物理材料難度很大,短時間還達不到。想要飛出太陽系還要有物理學理論突破以及科技巨大發現發展才行!


雲天32


機械物質發動機,永遠達不到光速,首先轉速達還到,在有耐皮勞的材料難解決,就是宇宙星際旅行速度以達到光年,近的幾十光年,遠的幾千光年以上,發動機是連續高速高溫狀態下工作,材料不解決,就無法解決發動機問題,星陸旅行只是夢。


雅閣居士閒逸雅居


任何物質都達不到光速,只能無限接近光速,因為越接近光速,所需要的能量越大,物質達到光速需要的能量無限大,所以想達到光速根本是不可能的。


軍統x六哥


此刻話疾行,未解物理情。慢慢龜速去,臨別淚涕泠


0o幸福一家o0


一切不過都是推測而已現在就連暗物質都不確定究竟是什麼只是有這樣的理論但沒有實物研究終究也就是個理論而已。等待科技再一次的發展或者得到了這種暗物質然後去研究之後再說吧。


小飛說奇聞


暗物質 和反物質 只是目前的一種猜測

就算是有都只是一個總稱

像物體是由原子構成一樣

等確認了物質真的是由原子構成後 才開始了原子類的新篇章


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這是真的,完全不會錯,地球上的一切物質都是暗能量與暗物質的變異產品!


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