暗物质可以做武器吗?相信这个问题是许多玩家想要了解的,那么下面小编就来和大家仔细说一说,感兴趣的您赶紧往下了解吧。
暗物质武器是什么?有多大的威力?
暗物质现阶段无法制造武器,暗物质、暗能量广泛存在于宇宙中,宇宙中约20%的物质是暗物质,75%的物质是暗能量。如果现阶段能制造武器,宇宙就灭亡了!
反物质武器
反物质武器是一种以反物质作为能量,推进剂或爆 炸 物,拥有超强大力量的梦想武器。目前其还仅存在于科幻小说或电子游戏中。但美国空军已经对其可能的军事用途产生了兴趣。自从冷战开始,其就开始资助反物质相关的物理研究。其主要的理论优势是物质与反物质相撞会将将近100%质量转化成能量(高能伽玛射线),而利用核聚变反应的氢弹则大约是只有7-10%的质能转换。但一旦发明出来且触发,极为可能造成人类浩劫,太多反物质武器甚至造成世界毁灭。
反物质武器,那位大哥知道怎么制作吗?
反物质武器炸药怎么制造?迄今为止,科学家还没有发现地球上有反物质存在,于是提出了两条获取反物质的途径:一是在实验室里制造,二是到宇宙中去寻找。
制造试验
为了在实验室里制造反物质,科学家考虑,氢原子是构造最简单的原子,它的原子核中只有一个质子、核外只有一个电子,因此制造反氢原子相对容易。于是他们用粒子加速器使原子核与质子相撞,制造出反质子:从释放正电子的放射性衰变反应中收集正电子。
制造反粒子的另一个难题,是如何安全地贮藏和保存它。科学家想出了用磁场“陷阱”来束缚反粒子的方法。即高速原子核和质子相撞产生反质子之后,用减速器将其速度降低到光速的1/10,然后用高能磁场做“陷阱”将其束缚起来,再用电场将其速度进一步降低下来。另一方面,科学家们也用电磁场“陷阱”来减速由放射性衰变收集来的正电子。最终,减速了的负质子和正电子在电磁场“陷阱”中结合,形成反氢原子。
1995年,设想终于成为现实。世界上第一家反物质研制工厂一一位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心制造出了第一个反氢原子。在世界各地9个研究所39位科学家的通力合作下,到2002年底,已经制造出了约5万个反氢原子。但是反物质的产量离可使用量还有很大距离。
宇宙搜寻
目前,由丁肇中主持的这项研究已有16个国家的科学家参与其中,投入的资金更是高达1000多亿美元。许多科学家表示:只要能发现宇宙反物质的存在,那么这将是当之无愧的诺贝尔奖。该探测器已于2005年发射升空并永久停留在太空,东南大学还将建立一个数据接收分析中心和培训中心作为配套项目。丁肇中认为,如果反物质确实存在,当正物质与反物质碰撞时可以产生巨大的能量。他现在所主持的“寻找宇宙中的暗物质和反物质”的研究已进行多年,目前已取得一些重要成果。“但是,从这一领域发展的历史来看,人们要有思想准备,也许我们会发现意想不到的东西,与原先想研究的东西毫无关系。”丁肇中很慎重地表示。
从大预言谈起
天体有巨大的引力,在巨大的引力作用下,会发生各类反应,并发光发热。物极必反,拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)曾经大胆预言:宇宙中最大的天体有可能是看不见的。当引力随质量增大时,天体会变成一个一无所有的区域,既不发热,也不发光,现在我们称之为“黑洞”(Black Hole)。因此宇宙更多的是由不可见的暗物质或反物质组成,我们肉眼和天文仪器所能“看”到的只是以恒星或以星系形式存在的宇宙结构,这些物质只占宇宙总体的10%,90%的物质是以暗物质或其他结构形式存在。显而易见,对可见物质的巨大引力的存在表明了暗物质或反物质的存在。可是我们用光无法探测到,用红外线、紫外线和X光都无法探觅到它们的足迹。
同样的,对应着现存的星系结构体系,有由相反的反宇宙结构体系存在吗?其实早在1898年,一位英国物理学家就提出:与物质存在一样,有一个镜像对应的反物质存在。受当时科学水平和试验条件的限制,这个反物质概念没有一点事实依据,因此在宇宙深处存在由反物质组成的宇宙恒星云只能属于纯粹意义上的假说。
到宇宙中去寻找反物质也决非易事。茫茫宇宙中哪里存在反物质?无人知晓。诺贝尔物理奖得者、美籍华人科学家丁肇中教授正在领衔实施一项到宇宙中去寻找反物质的国际太空反物质探索计划。到宇宙中去找反物质,需要先进的粒子物理传感仪。1998年,中国研制的传感仪·阿尔法磁谱仪由美国发现号航天飞机带到了太空;另一台新阿尔法磁谱仪计划在2008年组装完毕,搭载美国宇宙飞船升空,继续寻找反物质。
1997年科学家宣布发现了“银心反物质喷泉”极大地震撼了整个物理学界,使科学家们寻找反物质的热情一下子高涨起来。1997年4月,美国天文学家宣布他们利用伽马射线探测卫星发现,在银河系上方约3500光年处有一个不断喷射反物质的反物质源,它喷射出的反物质形成了一个高达2940光年的“反物质喷泉”。 一般储存反物质的储存系统,是动态的而不像其他的为静态的,储存系统内部通常都会具备自备的能源系统,和一些保护措施,其实反物质储存是一种构造非常精密的技术。 利用负物质的超排斥力,来压缩反物质,由于负物质会因为超排斥力绝对不可能和反物质接触,所以可以非常妥善封住反物质,这是最终的反物质储存方法,可以储存
暗物质武器的特性
暗物质探测器能被冷冻至接近绝对零度(即零下273.15℃),在此温度下,一切运动都将停止。在接近绝对零度的条件下,科学家或能测出几百万分之一华氏度的温度变化。亚巴塞斯等研究人员将此称为是“高热信号”。研究结果刊登在8月号《光学材料》(Optical Materials)杂志上。据研究论文描述,辐射热测量仪当前可以识别原子核颤动和电子旋转产生的振动差异。
暗物质武器的介绍
暗物质武器是指暗物质探测器。2009年10月2日,据美国《连线》杂志报道,暗物质被认为是宇宙研究中一个最具挑战性的课题,虽然科学家从未发现暗物质存在的直接证据,但并不妨碍他们继续寻找。西班牙萨拉戈萨大学物理学家爱德华多·亚巴塞斯(Eardo Abancens)领导的一个研究小组日前设计出新型暗物质探测器,外形酷似科幻大片《黄金罗盘》的道具。
反物质武器是核武器吗?它的威力有多大?还有质子弹是什么?
首先反物质武器不是核武器,核武器主要是依据核反应释放巨大能量,既原子与原子相撞形成新的原子同时释放能量的反应;反物质武器的理论依据是正反物质相遇泯灭释放巨大能量,既1个正质子与一个反质子相撞泯灭同时释放能量的反应
两者原理并不一样,所以反物质武器并非核武器
但是反物质武器的威力要巨大的多,1克正物质和1克反物质相遇泯灭理论上释放的能量足够毁灭全地球,这恐怕是核武器远远不能比及的强悍!当然,目前反物质尚处在研究阶段,质子弹就是反物质武器中的一种理论武器,所以目前是没有这种武器,而且威力太大,相信不会有多少人希望它诞生,想象一下,太阳都还只是利用核反应释放能量,如果造出一个类似当年的“小男孩”一样大小的质子弹,恐怕以爆炸就足够把太阳系给毁了!!
「暗物质」存在最有力的一个证据来源于一次惨烈的星系碰撞事件
著者:黄姤 / 黄媂
@天体生物学 / @太空生物学
网络上一直流传着一句经典的用语:
在科学界也有一种「传说中的物质」,人类除了知道它的存在以外,却对它一无所知,没有人见过它,没有人找到过它,这种物质看不见、摸不着,但它必须存在。在日常生活中遇到如此灵异的事件,我们往往号称自己见了“鬼”,而科学家显得文雅一些,他们给宇宙中这类看不见、摸不着的物质起了一个名字叫做「 暗物质 」。
先来举个例子,如果您坐在一辆旋转木马上,木马的转动会使你感受到一股向外甩出的力量,如果木马失控,转速一直加快快到就连爬在上面的蚂蚁都要飞出去的时候,您却安然无恙地坐在木马上面,如果不是见了“鬼”,那么就一定是有什么神奇的力量在作怪。
1933年,瑞士的天文学家 兹威基 就遇到了这样一件怪事,这位性格怪异、脾气暴躁的科学家观测了一个大约有1000个星系的星系团后,惊讶地发现了一件事,那就是—— 「一些远离中心的星系围绕中心的运动速度实在是太快了。按照常理来说,这么快的速度应当被甩出去才对,对于如此如此之快的速度,仅仅依靠星系团的引力是远远不够的,那就一定是有什么神奇的力量在拉扯着这些星系。」
兹威基 认为遥远的星系团中有一些很独特的物质,它们不发光、也不吸收光、也不反射光,它们似乎只通过「万有引力」对这个世界施加影响,这些物质看不见、摸不着,但是它们有质量,它们是真实存在的,而且通过计算,这些看不见、摸不着的物质似乎比那些发光的物质还要多。
兹威基 这个人性格比较怪癖,用现在的话说就是又傲娇又毒舌,他的脸上常年挂着一副咄咄逼人的模样,与同行的关系也非常紧张,总是喜欢把那些跟他学术有不同见解的同事们,亲切地称为“ 球形的混蛋 ”,因为这些人不论从哪个角度来看都是 混蛋 ,这些话足以显示出 兹威基 的傲慢。
上个世纪的70年代,一位女性天文学家 鲁宾 在研究银河系的恒星运动速度时,也有了一个新的发现,于是「 暗物质 」这个概念从回收站中被提取出来得以重见天日了。按照「万有引力定律」,如果你围绕着一个大质量的天体旋转,那么离得越近,速度就会越快,比如在太阳系离太阳最近的行星·水星的运动速度就一定要比离得最远的海王星的运动速度要快,如果把这个道理推广到银河系,应当是距离银河系中心越近的恒星运动速度越快,离得越远运动速度就越慢。
然而, 鲁宾 却发现,无论是远离星系中心的恒星还是距离星系中心更近的恒星,它们的运动速度都差不了很多,仅凭望远镜中看到的那些发光的物质完全是不可能将外围的星体拽住的,它们为什么会像脱缰的野马一样飞出去呢?
对此 鲁宾 也不得不假设银河系中有一些我们还无法用光线探测到的物质,它们用引力影响了恒星的运动。
鲁宾 当年所处的年代对女性天文学家是非常不友好的,比如她在本科阶段是天文系唯一的女生报考普林斯顿大学天文系时,直接以女性为由拒绝录取。1965年她甚至还是当时第1个使用帕洛玛天文台的女性科学家,如此重要的发现竟然让一个女同志发现了,那岂不是打男同胞们的脸吗?于是 鲁宾 的研究成果自然是受到了很多嘲讽。更重要的原因是很多人认为这些现象未必不能用其他的原因解释,比如黑洞,比如一些不发光的气体云等等。
总之「 暗物质 」30年代第1个发现它的人是个疯子,40年后又让一个女同志发现,科学界在上个世纪80年代以前对「 暗物质 」一直不是非常重视,到了80年代人们在计算星系总质量时又发现了问题。
「广义相对论」告诉我们,无论是普通物质还是「 暗物质 」,只要有质量就会使时空弯曲,一颗天体的质量越大,附近的时空弯曲程度就会越厉害,一颗遥远的天体发出的光线经过星系后,引力所引起的时空弯曲就会使得光线发生弯折,如果观测到了这些遥远天体图像的弯折就能够计算星系的质量,这种计算方法所得出来的质量叫做——「 引力质量 」。
科学家还有另外一种方法,就是 通过星系中所有可见的物质发出的光线来计算 ,这种方法所得的质量叫做「 光度学质量 」。
科学家经过计算后发现「 引力质量 」和「 光度学质量 」似乎怎么样都对不上,总是差了10倍左右,铁一般的事实说明—— 宇宙中大部分的物质就是看不见的。
「 暗物质 」的存在,还有另外一个强有力的证据,那就是——「 引力透镜 」。 当光线透过弯曲的时空就会发生偏折,就像光线在棱镜中出现折射一样。
1980年,天文学家的空中发现了两个一模一样的「 类星体 」,这是人类第1次观测到「 引力透镜 效应」,从此「 引力透镜 」变成为寻找「 暗物质 」的有力武器。例如2007年天文学家在 室女星系团 中发现了明显的引力效力,却看不见任何恒星星体的物质,但是有一个巨大的 引力场 ,这里很有可能有一个全部由「 暗物质 」构成的星系。
距离我们38亿光年的「 子弹星系团 」附近两个星系来了一次调整的亲密接触, 物质融合在了一起合成了星系团 ,天文学家们先是用光学的方法测量了两个星系普通物质质量的位置,同时又用「 引力透镜 」测量了星系团中总质量的位置,结果发现了两个位置并不重合,这也就意味着在星系碰撞的过程中,两个星系的正常物质和「 暗物质 」表现是不一样的。
正常物质之间的碰撞是玩真的,彼此之间会摩擦、会升温、会释放X射线。而「 暗物质 」它们在碰撞相比之下就是玩虚的了,彼此之间竟然不受阻碍地互相穿过,在碰撞的过程中大量不发光的物质,竟然顺畅地彼此擦肩而过了,只有那些发光的物质彼此粘在一起并摩擦,从而放慢了脚步,这是两种完全不同的碰撞过程。
星系的结合过程中,「 暗物质 」和正常物质发生了分离,这也是目前为止「 暗物质 」存在的最有力的证据。
上述例举了很多匪夷所思的天文现象,如果我们假设「 暗物质 」存在,那么这些现象就全部说的通了,但是我们却始终没有抓到「 暗物质 」的原型来告诉人们这个就是「 暗物质 」。
根据最新的观测数据显示,在宇宙中所有的物质中,80%以上是「 暗物质 」,是普通物质的6倍之多,而我们却对它们知之甚少。所谓的「 暗物质 」看不见、摸不着、也不发射光线、也不吸收光线,主要通过引力与其他物质相互作用,我们只知道它们不带电与普通物质的作用十分微弱,也不参与电磁作用,仅此而已。
另一方面,我们人类有5种感觉——视觉、听觉、嗅觉、触觉和味觉,这些感觉全部是基于电磁相互作用的。比如 触觉 依赖于电磁振动,而 视觉 是因为带正电的质子和带负电的电子相互作用的过程中不断发射和吸收光子。而「 暗物质 」不参与任何电磁作用,当光照在「 暗物质 」上时它不会有任何的反应,它甚至还可以轻松的从地球的一端穿越到另外一端,我们也不可能用一个容器把「 暗物质 」装起来,那么应该如何寻找「 暗物质 」呢?
人们最早认为「暗物质」是一些我们熟悉的不发光的物质,比如黑洞。
「黑洞」和「暗物质」一个暗一个黑,但其实差的很远,黑洞的黑,是指的它能够吞噬一切物质,就连光进入黑洞以后都无法逃脱,但 霍金 说过黑洞其实并不黑,它强大的引力会使得气体朝向黑洞落下,被加热至几十亿度的高温,会以喷流和风的形式向外辐射物质和能量。2019年科学家还给一个距离地球5,500万光年,质量为太阳60亿倍的黑洞拍了一张照片。
而「暗物质」与其说是暗还不如说是透明,它根本不会与任何光线发生作用,给「暗物质」拍照只会让你拍到一片虚无。
还有一个更重要的问题,「黑洞」再黑也是由我们所知的普通物质组成的,比如一颗大质量的恒星,在它的晚年就会演化成为一个黑洞,然而科学家把所有的物质全部算进去后,依然无法解释星系运动速度过快、「引力透镜」、星系碰撞过程中物质分离等问题,所以科学家的结论是—— 「 暗物质 」明显不是我们目前所知的任何物质类型。
一方面天文观测的数据表明「暗物质」必须存在。另一方面它又不是我们目前所知的任何物质。 科学界此时的情况,就好像考试要交卷了,却发现有好多道题没有写,尽管不知道答案是什么,但是这个时候只能先假设了。
「WIMP」是一种新的粒子,听名字就知道,它主要参与弱相互作用,与普通物质的作用非常微弱,而且质量比较大。关于大质量弱相互作用粒子,目前已经完成了两项工作:
所谓 入地 ,指的是一种守株待兔式地寻找「 暗物质 」的方法。科学家假定「 暗物质粒子 」有一定的概率会与原子核发生碰撞,然后利用灵敏的仪器探测到这种相互作用,但是宇宙射线是这种实验的干扰因素,因此这样的实验必须深入地底,许多国家都通过挖坑的方式埋藏实验室,这其中就包括我国的 「锦屏地下实验室」 。遗憾的是,目前为止全世界所有的地下探测 暗物质 的实验室都交了白卷。
所谓 上天 ,指的是按照现有的模型,当「 暗物质 」和它自己的反粒子发生碰撞以后,会像正常的物质一样相互洇灭,然后产生人类可以观测到的高能电子,在宇宙深空精确的探测高能电子也许就能发现暗物质的蛛丝马迹。这里不得不提的就是我国的「“悟空”号暗物质探测卫星」,它是目前世界上观测范围最宽、能量分辨率最优的暗物质探测卫星,然而目前这一方面的搜寻之路也是没有什么有说服力的结果。
就目前来看,不论是 上天 还是 入地 ,寻找「 暗物质 」就是这么难。另外还有一种思路,那就是——既然寻找「 暗物质 」这么难,我们就把它造出来得了,这就是在加速器中制造 暗物质 。比如说欧洲的「大型强子对撞机」可以将质子加速到接近光速,那么如此高速的质子碰撞,会不会产生「暗物质」呢?
如果碰撞后产生了未知的质量或者能量亏损,这部分亏损很有可能就是被「 暗物质 」拿去了,科学家曾经对大型对撞机充满了希望,可是即便冲撞的能量已经超过了质子质量的1000倍,却连 暗物质 的影子都没有发现。如果我们找一个东西一直找不到,一般有两种原因:
举例说明:
如果在你的家中有这么一条定律——「妈妈说了算」。
这个定律能够在整个 社会 上应用吗? 显然不能嘛!
我们现有的引力理论是「广义相对论」,它也只能是在太阳系的尺度上得到了很好的检验,但是在星系和宇宙的尺度上,谁也不敢打包票「广义相对论」一定是适用的,于是也有一些科学家认为「 暗物质 」其实是不存在的,之所以我们不得不假设暗物质存在的原因是,我们的理论还有问题。
1983年,一位以色列的物理学家 莫德海·米尔格罗姆 曾经有了一个大胆的想法,他提出了一个全新的理论,名为「修正牛顿动力学」,他假设牛顿的引力定律并不完全和距离的二次方成反比,他也假设牛顿的第二定律中还出现了两个不同的加速度,经过他这么一改,很多现象都解释得通了,不过这样一来,我们要把400年来都信奉的牛顿理论推翻,也不知道 牛顿 得知这件事情以后会不会给这位以色列科学家托托梦。
此外,这个「修正牛顿动力学」也不能解释所有的现象,比如星系碰撞时所产生的奇异现象。
还有一些科学家也提出了其它的「 暗物质理论 」,比如包括张量、矢量、标量引力理论,「熵引力理论」,「负质量暗流体理论」等等,相信大家听了这些名字和我的感觉一样,光听名字就已经开始摇头不懂了。
总之,科学家们在利用各种手段寻找传说中的「 暗物质 」,也可能它隐藏的太深了,也可能它根本就不存在。
有许多证据能够证明这种假说成立,属于那种非常靠谱的假说,别看研究「 暗物质 」已经研究了很多年了,但其实除了知道「 暗物质 」的几个特性以外,对它们还是一无所知的。
「 暗物质 」存在与否其实并不是最重要的,我们在寻找它的过程中对宇宙的认知又进一步深化了,这才是更重要的事情。
「 暗物质 」——一个必须存在,却又找不到的物质。
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