反物質的威力究竟有多大,1克反物質能摧毀整個地球嗎?


雖然正反物質湮滅能夠將質能轉化率提高到100%,但所釋放的能量仍在愛因斯坦質能方程限制。


也就是說一克的反物質包含的能量,只有0.9*10^14焦耳,而當其與相等質量的正物質湮滅時,釋放出1.8*10^14焦耳,這等能量就相當於4.28萬噸TNT當量,大概是2到3顆當年炸日本的原子彈的威力。


很顯然,這點威力對於地球來說等於撓癢癢。從理論上計算,要摧毀地球最關鍵的就是突破引力阻礙,因為地球的引力結合能達到了2.4*10^32 焦耳左右(下圖公式),也就是說,將地球炸的粉碎四散開來,就需要這麼大的能量,相當於350萬萬億枚1.5萬噸當量的原子彈。

並且反物質的製造對於人類而言也是一件相當困難的事,所以說想用它做武器,先等等吧。

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普


答:1克反物質和普通物質湮滅,將釋放4.3萬噸TNT當量的能量,有效殺傷半徑2.4公里,可以毀滅一座城市。


正反物質湮滅,是人類能想到質能轉化率最高的方式,原子彈中裂變材料的質量虧損率為0.09%,氫彈中聚變材料的質量虧損率為0.7%,而正反物質湮滅為100%。所以,同樣質量的正反物質湮滅,要比同樣質量的氫彈材料發生聚變,釋放能量高出143倍。

任何基本粒子都有反物質,反物質和普通物質的靜止質量相等、自旋和磁矩大小相等,所帶電荷量大小相等;但是自旋方向和磁矩方向完全相反,所帶電荷正負相反;比如電子—正電子,質子—反質子等等。


普通物質和反物質接觸時,會100%地按照質能方程釋放能量,能量不是獨立的,而是以光子、中微子或者其他輕子作為載體。

一克反物質和正物質發生湮滅,按照質能方程將會釋放能量:

E=Δmc^2=1.8*10^14J;

相當於4.3萬噸TNT當量,是廣島原子彈(約2萬噸TNT當量)的兩倍多。而一枚普通雞蛋的質量為50~65克,一粒花生米大概重1克。


可想而知,一粒花生米的反物質和普通物質湮滅,就相當於兩顆廣島原子彈的爆炸威力,根據核彈殺傷半徑(D)經驗公式:

D= 1.5 × 等效TNT爆炸當量^(1/3);

可以估算出,1克反物質與1克普通物質湮滅,有效殺傷半徑為2.4公里,毀滅地球還差遠了,但是毀滅一座城市還是沒問題的。


好啦!我的內容就到這裡,喜歡我們文章的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


既然有人提到反物質,那我就好好科普一下。

其實反物質的概念並沒有那麼科幻。早在1928年,狄拉克在建立電子的相對論方程時就引申出來最早的反粒子概念。那時候距離日本全面侵華還有9年,可想一下得多麼遙遠的事了。


人類發現的第一個反粒子就是正電子,最後科學家發現所有的粒子都具有與自己質量相等但性質相反的粒子,這就是它們的反粒子。

反粒子構成的物質就叫反物質。反粒子和正粒子相遇會產生100%湮滅效應,也就說它們的質量可以完全轉化成能量。


質能方程E=MC²告訴我們,即便一個粒子的質量m再小,其釋放的能量還要乘以光速的平方,那麼釋放的能量就是質量的9億億倍。

其實並不是說反物質蘊含的能量比正物質大,同等質量的正反物質的蘊含的能量是相同的。

只不過正物質按照質能方程釋放能量的效率很低。比如核彈釋放的能量是粒子的質量虧損。比如100克粒子,質量虧損或許才是1克。而反物質與正物質相遇會造成100%的質量虧損。相同質量的正反物質相遇並且湮滅其質量就會全部轉化能量釋放出去。


相同質量的正反物質造成的質量虧損會比核彈的質量虧損帶來的能量轉化效率高出成百上千倍。

可以利用這一點製造反物質推進器和武器。

不過現在科學家造成的反物質只能靠高能粒子對撞機制造,廢了大半天的勁最後可能只製造幾個反物質粒子。


這幾個反物質粒子釋放的能量還不夠維繫粒子對撞機的電費。所以從經濟效應來說,目前的技術製造反物質完全是賠本賺吆喝的生意。

要是以目前的技術成批量製造反物質,納稅人還不炸鍋了?

以目前的理論來看,要把地球炸燬成原始星雲起碼需要上萬億噸的反物質和正物質。

而人類製造原子級別的反物質都很費勁,更別提一克反物質了。即便製造了一克反物質,其能量也就是很普通的原子彈,甚至連一枚氫彈的能量都達不到。其實反物質並沒有科幻電影說的那麼強大。

反物質只是把物質的質量虧損釋放的能量效率提高到了100%而已!


科學認識論


反物質的威力究竟有多大,1克反物質能摧毀整個地球嗎?

傳說中的反物質就是正常物質的反狀態,正反物質相遇即發生湮滅,將質量徹底轉換為能量!這也是傳言反物質炸彈威力十分巨大的理論基礎!但威力到底如何,我們動筆算算即可知道!

原料:1g反物質(其實是2g哦,因為還有隱藏的1g物質)

引爆方式:只要讓它們相遇即可,這也許是最簡單的操作了

能量大小:?

計算公式:E=MC^2

E=MC^2=0.002*299792458^2=179751035747363.53J

1噸TNT約合:4184000000J

那麼一克反物質的當量約:42961.53噸TNT

差不多就是2顆廣島原子彈的威力,當然廣島原子彈的重量是以噸計算的,而這個反物質炸彈卻是以g計的!不過這是忽略外圍保障設備的,因為在市區了磁場隔離之後反物質立刻就會與物質發生湮滅,操作者直接就玩完.....

非常明顯,這2顆廣島的原子彈是無法撼動地球一根汗毛的!那麼需要多少反物質才能將地球炸裂呢?

地球的引力結合能為:2.45×10^32J

簡單計算即可知道大約需要:2.73×10^12噸反物質!

看起來即使是反物質,仍然需要我們難以想象的質量,並不是說反物質威力不夠,而是地球的引力結合能實在太大了!

其實到現在為止,我們地球上都沒生產出1g反物質!


星辰大海路上的種花家



反物質最早由卡爾.安德森在1932年提出,當時安德森意識到任何物質都會有其對應相反的物質存在,當兩個物質彼此接觸時就會瞬間抵消進而全部變成能量釋放出來,因此反物質的質能轉化率是100%,這就意味著反物質擁有巨大能量和威力。

愛因斯坦在狹義相對論中第一次為人類揭開了質量和能量的關係,愛因斯坦犀利的指出一個有質量的物體在放出能量的同時一定會損失質量,損失的質量越多其能量也就越強,由此得出來著名的質量方程E=MC²


我們平常用的炸藥和煤炭在反應前後的質量也是不一樣的,不過這種質量虧損非常非常小,所以籠統來說化學反應前後質量不變,但質能方程告訴了人類微小的物質對應著巨大的能量,區別在於你能不能把它釋放出來。

人類在之後製造的原子彈和氫彈就是對質能方程的完美證明,核彈中的核反應比化學反應要強大的多,氫彈的核反應前後質量虧損達到了0.7%,也就是說氫彈能把0.7%的質量完全轉化為能量。

而反物質可以將100%的質量完全變成能量,因此一克反物質如果與空氣進行接觸,那麼這一克反物質馬上就會和一克空氣發生湮滅,最後釋放出4.28萬噸TNT的威力,而人類目前為止爆炸的最大氫彈達到了5500萬噸TNT當量,所以說一克反物質是無法毀滅地球的。


宇宙探索未解之迷


愛因斯坦從狹義相對論中推導出了著名的質能方程,據此我們知道任何物質都蘊含著巨大的能量。如果正物質和反物質相遇,它們就會互相湮滅,所有的質量都將會轉化為純能量,質能轉換率達到了極致的100%,遠高於核裂變和核聚變。

根據E=mc^2,如果1克反物質與相等質量的正物質發生湮滅,將會釋放出的能量約為1.8×10^14焦耳,相當於4.28萬噸TNT當量。這些能量是遠不足以摧毀整個地球的,因為人類曾經引爆過當量為5000萬噸TNT的氫彈,但也沒有引發地球毀滅。1克反物質和1克正物質湮滅之後釋放出的能量只相當於3枚當年投向廣島的小男孩原子彈,所以其破壞力十分有限。

地球物質最初來自於太陽星雲中的氣體和塵埃,它們通過引力緊密束縛在一起,拆開這種引力作用所需的能量為2.24×10^32焦耳。通過計算可知,這需要1.25萬億噸的反物質和相等質量的正物質。

雖然人類現在能夠製造出反物質,但產量極低,而且成本極其高昂。以大型強子對撞機為例,目前世界上最為強大的粒子加速器每年也只能製造出10納克的反物質,而成本則高達上千萬美元。因此,為了製造出1克反物質,需要讓大型強子對撞機連續工作1億年,並且要耗資上千萬億美元。雖然正反物質湮滅是一種十分強大的能量來源,但距離這種技術投入使用還早得很,目前能把可控核聚變實現就已經不錯了。


火星一號


理論上正反物質炸彈威力來自質能方程,全部的質量都轉化成能量,E=MC²,帶入數據M=0.001KG,C=3x10^8m/s

轉化成能量為9x10^13J,1KG的TNT當量為4.184x10^6J

計算可知,1克正反物質全部轉化為能量,相當於21,531,100KG的TNT,即2萬1千五百三十一噸。

廣島爆炸的原子彈“小男孩”的當量為一萬3千噸。

即大約兩顆廣島原子彈,但一枚“小男孩”本身的重量就發到4噸。

如今核大國的武器庫中的原子彈和氫彈已經遠超這個威力。


Latosolicredasfir...


自反物質被發現以來已經過去三十餘年,世界各超級大國從未停止過對反物質的研究,其中中國也在其中。反物質武器利用了"同性對赤,異性相吸"的原理,物質的正反兩級相遇所爆發出極大能量。反物質武器於核彈不同,並不會對環境造成汙染。其次反物質武器極其難以儲存,特別容易發生爆炸

地球的陸地加上海洋的表面積一共是是5.1億平方公里,那麼粗略算一下只要約30噸反物質就可以把地球炸的連渣都不剩~



領航員East


你忽視了地球的質量和引力。除非破壞地球的核心,不然人類的任何武器都無法摧毀地球。更別說1克反物質,1000噸都不行。

一些天體如超新星爆炸、黑洞什麼的可以把地球撕碎。


分享到:


相關文章: