如果能量守恆定律是對的,人類為什麼不能用能量轉化物質?

弄潮科學


1905年,愛因斯坦提出了著名的狹義相對論,同時推導出了影響深遠的質能轉換公式E=mc²,於是有人根據它這一公式製造出了能量巨大的核彈。



我們知道宇宙誕生於138億年前的奇點爆炸,爆炸後產生了無限的能量,這能量最後轉化成了各種物質。

其實現實中,物質轉化能量也處處可見。如煤炭轉化為能量、動物獲取食物得到能量、利用水獲得電能。


質能轉換公式指明瞭能量與物質可以相互轉換。那為什麼常常會看到物質轉換為能量,而很少看到能量轉換為物質呢?

這是因為能量轉換為物質,往往需要比物質轉換為能量還要更多的能量。

據資料顯示,1克物質約能產生2200億千卡能量,而根據質能公式,也能通過這2200億千卡的能量生成1克物質。

首先由於物質在轉換為能量的過程非常短暫,人們又很難在短時間內釋放如此多的能量。因此,以目前的技術,想要將能量轉換為物質是非常艱難的。

其次能量轉換為物質的時候往往需要更多的能量。像宇宙誕生,就是因為奇點爆炸時產生了遠超物質所需的能量,才有了宇宙各種物質的形成。


就算人類將能量轉換為物質,也無法做到不讓物質逸散。

但是人類的發展是沒有上限的,相信未來人類,實現將能量轉換為物質的設想,那時,人類會憑藉先進的科技達到更發達的宇宙文明等級,探索宇宙更多的秘密。


弄潮科學


根據愛因斯坦的質能方程式,物質和能量是等價的,也是可以互相轉化的,物質轉化為能量相對容易,比如原子彈爆炸就是典型的物質轉化為能量,但是讓能量轉化為物質卻相對難進行多了,這是為什麼呢?



題目中說得其實有點問題,能量並非不可以轉化為物質,只是反應條件很苛刻而已。

著名的物理學家阿爾伯特•愛因斯坦於1905年發表了一篇世界聞名的論文——《物體的慣性取決於其動能嗎?》,根據愛因斯坦的質能方程式E=mc^2,質量和能量兩個看似沒有關聯的物理量是密切相關的。它告訴我們能量和質量在某種情況下可以相互轉化。

例如原子彈爆炸以及核反應就是這個公式的一個體現,它告訴我們質量可以轉化為能量,也就是說將物質轉化為能量。

但是與此同時,將這一公式逆向運用的話,卻沒有那麼容易,將能量轉化為物質,沒有那麼容易實現。至少從這個公式看來,用能量轉化為物質的話需要注入大量的能量,哪怕是轉化為很小質量的物質也需要投入很大的能量。


最開始人類的目光瞄準了電子,於是有科學家提出了用兩個光子對撞然後產生電子和正電子的現象來加以說明。他們的思路是製造一個大型的對撞機用於光子之間的對撞,而不是質子。為了達到這一目的,第一步要做的就是用一束高能激光將電子加速到逼近光速,並讓它撞到一塊金屬板上,這樣它就會產生一束光,而這種光比太陽光要強烈幾億倍。

用同樣的方法制造另一束光,並讓兩束光相交碰撞。在這樣的碰撞中,有一些光子之間的碰撞,為有效碰撞,也就是說碰撞之後可以形成電子,以及電子的反物質粒子——正電子。所以說,這麼一個實驗,就是直接利用光,也就是能量轉化為物質的實例。

當然,除了這個方法之外,其它的一些例子也有,比如說在原子核的庫侖引力場作用下,高能伽馬光子的能量總是大於電子靜能量的兩倍,但是它卻可以在原子核的附近轉化為兩個電子,這也是一個案例。還有,宇宙誕生於一場大爆炸,而大爆炸本身就是一場巨大的能量轉化為物質的過程,大爆炸產生了大量的正反物質,同時也釋放出了大量的能量。另外,凡是吸熱反應,本質上也是在利用能量轉化為物質,只不過這裡的物質在化學反應中是以化學鍵的形式呈現的。


鏡像宇宙


提問很是沒水平,能量守恆是一回事,利用能量轉化物質是另一回事!

我們知道,地球上沒有自然鋁金屬存在,但鋁金屬是我們生產、生活又在大量使用的,生產金屬鋁,普遍採用的方法就是“電解鋁”,就是氧化鋁再電解!

化學元素週期表裡面最後幾個元素,自然界不可能存在,就是科學家利用能量,聚變生成的。

我舉這倆例子,就說明了人類是在利用能量轉化物質的!


先人性後理性


能量守恆說的是:能量及不會消滅,也不會創生,只能從一種形式轉變成另一種形式,從一個物體轉移到另一個物體,而在轉化,或轉移過程中不會增加也不會減少,只是說的能量本身。您提的問題應該是愛因斯坦狹義相對論中的質能方程。E=mCC。人們把質量轉化成能量是輕而易舉,例如把汽油在汽缸中燃燒產生的熱能通過推動活塞作功轉變成機械能,但要想通過人工使能量變物質可就困難了,有可能就像用人工在實驗室裡給你碳,氫,氧為原料給我造一顆玉米種子一樣,但在大自然來說輕而易舉,玉米綠葉中葉綠素用二氧化碳,水,陽光就能造出有機生命。這不也是光能轉化成物質嗎?這僅為個人愚見,望大家指正。


快樂人生168025476


樓主問的應該是純粹的能量等價轉換為物質的靜止質量吧?以我的理解,首先排除類似於植物生長光合作用之類的過程,自然界中能量轉化為質量的例子不多,可能你會比較失望,這裡還是說一下吧,首先一個是光子,太陽輻射的能量變成光子,光子沒有靜止質量,只有動質量,其次是相對論性的近光速增加的相對質量,特別的,速度越接近光速,質量越接近無窮大,現代理論認為物質是通過與真空中的希格斯場作用而獲得質量,因此通過近光速獲得的質量不能變為靜止質量,因為這類動能沒有穩定的粒子結構來通過希格斯場獲得靜止質量,再有就是真空中的量子漲落會生成虛粒子對,這種粒子是靜止質量,但是由於其同樣需要遵守電荷守恆定律,所以產生後很快便會湮滅變為能量,你可以理解為這種粒子是從真空借的質量,生成後便要很快歸還,然後就是強核子中的膠子,膠子是純能量,但他佔原子核質量大約為93%,至於為什麼人類不能用能量轉換為質量,你也可以理解為熵,熵的概念是:一個系統越有序,熵越低,越無序,熵越高,系統總是趨向於從低熵態變為高熵態,如果一個系統從低熵態變為高熵態,要想讓其恢復到低熵態,就必須外力干擾,比如一杯混合均勻的鹽水,要想把鹽和水分開,我們就必須進行蒸餾,或者降低溫度讓鹽析出等等,在所有條件不變的情況下,鹽不會主動和水分開,這說明要改變一個系統的熵必須滿足兩個條件,一個是有合適的方法,另一個就是有足夠的能量,顯然對於能量變為質量來說,這兩個條件現在基本都不滿足,或許以後會有方法吧


好長把長好長把長


改了一下。一般都是晚上寫的,喝點酒,有時候腦子在位,有時候不在。

質量與能量都是時空作用的結果,質量主要是空間佔位的結果,能量是空間運動變化的時間結果。萬物都是時空的,都是時空組合而成。物質的基本屬性就是時空,一體兩面,一方面顯示空間,另一方面顯示時間。時空又有顯隱不同,於是空間有了正負,時空也有了隱顯不同。由於時空的不同組合,形成了不同的物質。由於時空結構不同時空組合,顯示了不同的質量和能量,不同時空結構的物質相互作用導致質能的變化。

其實原則上質量不能轉換為能量的,能量也不能轉化為質量的。由於時空的相互作用,顯示出質能的變化。但是由於時間空間的特性,沒有沒有空間的物質也沒有沒有時間的物質,有時候可能為零,也是一種有。空間還有正負之分,為什麼光子質量是零,正負電子都有質量,正負電子對撞質量就是零了?不是質量轉換為能量了,是質量自己相互抵消了。抵消了以後,質量是零,只有時間一維了,所以顯示出能量大大增加了。

個人見解,可以當做民科。很多時候真相真是出乎我們自己的預料。我也不知道正確與否,願聽批評。對於原子核內部不是多瞭解,所以更多的不能繼續解釋。


時空量子論


能量是電磁波。

磁場裡光速流動的物質轉化為金屬態氫離子,金屬態氫離子的“磁力矩”相互切割伴生電磁波——能量。

能量可以由物質轉化,但是物質不會消失;物質只能從一種形式轉化為另一種形式,質量守恆。

電磁波沒有體積與質量,不會轉化為物質;但是電磁波依靠金屬態氫離子的“磁力矩”共振來傳播,是物質波,具有波粒二象性。


金童希瑞


能量就是物質,能量的變化就等於物質的變化,它們互相相等,是一體兩面,看你如何理解。如果認為用一團低能量創造物質,那才是用能量創造物質,那麼確實不能,因為我們不能憑空創造高能量核心,那不屬於我們的層次和維度。


董豔臨


質能方程E=mc^2表明能量與質量是一個整體,並不是說能量與質量可以互相轉化,質量與能量只是等價關係。因為光速c是一個常量,因此我們可以用質量來度量物質所蘊含的能量。

物質的質量包含靜止質量和動質量。比如光子雖然沒有靜上質量,但是卻有能量及動質量。脫離物質談能量是無意義的,能量不能單獨存在。比如核反應的過程中雖然會損失質量,但損失的那部分質量是轉化成別的形式的物質了。所謂的真空零點能也對應著真空中的量子漲落現象,即虛粒子對的湮滅。

能量以多種不同的形式存在,按照物質的不同運動形式可分為機械能、電磁能、核能、熱能等,不同形式的能量之間可以通過物質的各種運動變化而相互轉移及轉化。實物和場(如電磁場、引力場)都具有能量。

現代物理學通常將能量守恆定律與質量守恆定律合二為一,統稱為質能守恆定律。 值得注意的是,所有物理定律都有適用範圍。

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