暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?

向反方向




反物质

反物质是由反粒子构成,由反中子、反电子和反质子构成的原子就被称为反物质。



例如氢是由一颗带正电荷的质子和带负电荷的电子构成,而反氢是由带负电荷的反质子和带正电荷的反电子构成。物质和反物质相遇后会发生湮灭,将全部质量转换成能量。根据爱因斯坦的质能方程:E=mc²,这将释放出巨大的能量。

图:大型强子对撞机

反物质在自然界几乎不存在。虽然主流科学界认为,在大爆炸发生后的一瞬间,正反物质的数量应该是相同的,但为什么现在几乎没有反物质,至今科学家也搞不懂。反物质在制造上是非常困难的,需要用加速器加速粒子撞击后产生。而且每次制造反物质以个数计算,而不是以质量。所以目前要利用反物质作为能量来源制造火箭是一个不可能的事情。

暗物质

暗物质是在进行天文观测时发现的。科学家发现星系外围的恒星运动速度太快。如果按我们观测到的星系物质数量,这些恒星应该逃离星系,成为流浪恒星,但它们并没有这样。

这样,科学家就面临两个选择:一是,我们的引力理论错误了;二是,还有我们没能观测到的物质。

引力理论与太阳系以及在较小范围内的天体运动符合得很好,没有理由怀疑这些理论是错误的。那么,唯一的选择就是有的物质没有被发现。这就是暗物质的由来。

图:暗物质包裹着的地球



暗物质被认为是一种不与其他物质发生电磁相互作用力的物质,只能通过引力作用进行观测。它大量的存在于这个宇宙中,但是密度极其稀疏,暗物质占这个宇宙物质的26.8%,常规物质只占4.9%,其余都是暗能量。

暗物质由于不与电磁力作用,所以通过常规的光学观测不能够发现,目前科学家还没有找到任何的暗物质,不过中微子可能是一个选项。根据暗物质的性质,它是无法被用来提供能源的。

无论采用什么物质作为能源,都无法将飞船加速到光速的,这是相对论所禁止的。因为有静止质量的物体被加速到光速时,它的质量就成为无穷大了,不可能有无穷的物质和能量,所以这是不可能的。除非能够绕开相对论的限制,目前理论上可以绕开相对论的飞行器就是曲速引擎。但这里会需要负质量,这个理论可能不是正确的。

图:曲速引擎


讲科学堂


首先,无论什么物质,让宇宙飞船的局域速度达到光速是不可能的,因为这违背了狭义相对论。无论怎样加速,飞船的速度只能无限趋于光速,但就是无法达到。

其次,暗物质是理论预言中的一种特殊物质,它们不会产生电磁力作用,无法通过电磁波进行观测,但它们会产生引力作用。根据目前的估计,宇宙中的暗物质总量大约是普通物质的5倍。

不过,我们现在对暗物质知之甚少,就连它们是由什么构成的都不知道(理论猜测是大质量弱相互作用粒子),所以谈何利用暗物质作为宇宙飞船的燃料。况且还有一种可能是,暗物质根本就不存在,而是人类现有的引力模型有缺陷,无法描述那些异常的引力现象。

至于反物质,确实可用于飞船的燃料。反物质遇到正物质会发生湮灭,质量完全转化为能量,这是目前人类已知最为强大的能量来源。如果未来可以制造出足够多的反物质,或者像《三体》中描述的那样,宇宙飞船可以在太空中收集到足够多的反物质,那么,这是完全有可能实现亚光速飞行的。

另外,根据广义相对论,如果我们能够找到或者制造出另一种特殊的物质——拥有负质量的负物质,用它们可以打开虫洞,这样可以实现最高效的星际旅行。从某种意义上来说,穿过虫洞的宇宙飞船是可以超光速的,但这是空间效应所致,与狭义相对论不存在矛盾。


火星一号


暗物质是理论上提出的可能存在于宇宙空间的一种不可见物质,科学家在大量天文学观测中研究发现,暗物质的确存在,且组成了宇宙85%的质量,但是,它是看不见的粒子,又几乎不参与电磁和强相互作用,要找到这些充满银河系及宇宙其它星系的粒子是件相当困难的事情,



反物质则是物质的一种倒转的表现形式,按照物理学家假想,宇宙诞生之初,曾经产生过等量的物质与反物质,两者一旦接触便会产生巨大能量相互抵消湮灭,可这些反物质收集十分困难,据说,全球科学家努力了20年才制造出负17次方克的反物质,这点量的反物质根本没有现实意义,物理学家曾介绍说,1公斤的反物质相当于5万顿氢弹爆炸的能量,但1公斤的反物质的制造,按地球人现在的速度来看,那是异想天开,


有研究表明,在特大黑洞中加点暗物质,会形成虫洞,虫洞在宇宙中无处不在,但会在引力作用下转瞬即逝,这样的速度就连光也无法通过,这里是说虫洞坍塌的速度快于光速,并不是说加点暗物质就能使物体超越光速,按照现代人对光速的理解,质量不为零的物体达到光速是不可能的,只有静质量为零的光子,才始终以光速运动,飞船是有质量的,加入暗物质燃料,只不过是提升了它的速度,但让一个有质量的物体超越光速显然是不可能的,加入反物质燃料其实也是一样,


任我行162458367


一步步来吧,目前的飞船还不能飞到火星,太阳系更是不要提,所以分阶段的科技提升。初步先要使用真空离子推进器,使用核聚变能源驱动。再次使用暗能量驱动,进行接近光速的飞行,这时需要的凝聚态物理材料难度很大,短时间还达不到。想要飞出太阳系还要有物理学理论突破以及科技巨大发现发展才行!


云天32


机械物质发动机,永远达不到光速,首先转速达还到,在有耐皮劳的材料难解决,就是宇宙星际旅行速度以达到光年,近的几十光年,远的几千光年以上,发动机是连续高速高温状态下工作,材料不解决,就无法解决发动机问题,星陆旅行只是梦。


雅阁居士闲逸雅居


任何物质都达不到光速,只能无限接近光速,因为越接近光速,所需要的能量越大,物质达到光速需要的能量无限大,所以想达到光速根本是不可能的。


军统x六哥


此刻话疾行,未解物理情。慢慢龟速去,临别泪涕泠


0o幸福一家o0


一切不过都是推测而已现在就连暗物质都不确定究竟是什么只是有这样的理论但没有实物研究终究也就是个理论而已。等待科技再一次的发展或者得到了这种暗物质然后去研究之后再说吧。


小飞说奇闻


暗物质 和反物质 只是目前的一种猜测

就算是有都只是一个总称

像物体是由原子构成一样

等确认了物质真的是由原子构成后 才开始了原子类的新篇章


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这是真的,完全不会错,地球上的一切物质都是暗能量与暗物质的变异产品!


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