貨幣是度量?jī)r(jià)格的工具、是交換貨物的媒介,世界上不同國(guó)家和地區(qū)都有著自己的貨幣,一般情況下,一國(guó)的貨幣無(wú)法直接在其它國(guó)家流通,但也有一些東西可以稱之為世界通用的貨幣,比如黃金。
手持黃金,可以在地球上暢行無(wú)阻,但如果來(lái)到廣袤的宇宙中就未必有用了,那么有沒(méi)有什么東西可以稱得上是宇宙通用的貨幣呢?有,唯一可以稱得上是宇宙通用貨幣的東西,就是能源。任何文明的發(fā)展都離不開(kāi)能源,能源是一個(gè)文明的基石,能源的獲取方式直接決定著一個(gè)文明的高度。從最早的煤炭,到后來(lái)的石油以及核能,可以說(shuō)能源的開(kāi)發(fā)利用史就是人類文明的發(fā)展史,人類生于地球,長(zhǎng)于地球,但并不會(huì)永遠(yuǎn)呆在地球之上,人類要探索更為遙遠(yuǎn)的宇宙空間,要在地球變得不再宜居前遷往新的家園,那么在未來(lái),星際航行將會(huì)以什么為燃料呢?
說(shuō)到星際航行所使用的燃料,我們首先就會(huì)想到化學(xué)燃料,這就是現(xiàn)代的航天器所使用的燃料。
不過(guò)要指望化學(xué)燃料帶人類前往星辰大海,那就是癡人說(shuō)夢(mèng)了,因?yàn)槭褂没瘜W(xué)燃料送航天器離開(kāi)地球就已經(jīng)十分勉強(qiáng)了。以我國(guó)的長(zhǎng)征五號(hào)為例,起飛重量達(dá)到了859噸,但近地軌道運(yùn)載能力僅為25噸,可見(jiàn)化學(xué)動(dòng)力火箭的運(yùn)載效率是極低的。
僅僅是將25噸的航天器送入近地軌道就需要如此大量的燃料,而宇宙恒星之間的距離是以光年來(lái)進(jìn)行計(jì)算的,所以航天器要是達(dá)不到光速的1%,根本就談不上星際航行,而要使用化學(xué)動(dòng)力將航天器加速到光速的1%,先不說(shuō)能不能辦到,即使能辦到,這得需要攜帶多少燃料,根本沒(méi)有必要進(jìn)行精確的計(jì)算,因?yàn)樗枰獢y帶的燃料必然是“千萬(wàn)噸”級(jí)的。
既然化學(xué)燃料不行,那就試試核能吧。相比化學(xué)燃料而言,核能可以說(shuō)是既高效又清潔。
所謂核能,可以分為核裂變與核聚變。以鈾235的裂變?yōu)槔?,?dāng)鈾235的原子核吸收了一個(gè)低能中子之后,會(huì)發(fā)生裂變并釋放出三個(gè)中子以及巨大的能量,而這三個(gè)中子又會(huì)與其它鈾235反應(yīng),繼續(xù)裂變,于是便形成了牽一發(fā)而動(dòng)全身的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。為什么鈾235原子核的裂變會(huì)釋放出巨大能量呢?因?yàn)樵诤肆炎兊倪^(guò)程中發(fā)生了質(zhì)量虧損。
根據(jù)質(zhì)能方程可知,能量等于質(zhì)量乘以光速的平方,光速為299792458,其平方是個(gè)極其巨大的數(shù)字,所以只需要微小的質(zhì)量便可以轉(zhuǎn)化為巨大的能量,美國(guó)在廣島投放的那顆原子彈,實(shí)際上只出現(xiàn)了1克左右的質(zhì)量虧損,威力就已經(jīng)如此巨大了。
核能之所以遠(yuǎn)勝于化學(xué)能源,就是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)的過(guò)程中幾乎沒(méi)有質(zhì)量損失,而核裂變則會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量的虧損。
所以基于核裂變?cè)斫ㄔ斓暮穗娬鞠啾葌鹘y(tǒng)的發(fā)電方式而言,效率極高,在不發(fā)生核泄漏的情況下,對(duì)環(huán)境的污染要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的火力發(fā)電。
比核裂變釋放能量更大的是核聚變,當(dāng)氫元素的兩種同位素氚和氘的原子核距離足夠近的時(shí)候,它們會(huì)聚變成為一個(gè)氦原子并釋放出一個(gè)中子,而在這一過(guò)程中原子核質(zhì)量出現(xiàn)了虧損,虧損的質(zhì)量以能量的形式釋放出來(lái),威力極大。不過(guò)要在地球上促成聚變反應(yīng)是很困難的,因?yàn)樵雍酥g存在著強(qiáng)大的庫(kù)倫排斥力,這股力量使它們無(wú)法靠得太近,所以必須要擁有極高的溫度和壓力,才能夠克服這種力量,點(diǎn)燃聚變。目前人類已經(jīng)制造出了基于核聚變?cè)淼臍鋸?,不過(guò)氫彈的核聚變是不可控的,要讓其成為一種能源,就必須要將其可控化,所以可控核聚變的研究在世界范圍內(nèi)正如火如荼地進(jìn)行著。
如果可控核聚變變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),那么人類就真的可以前往星辰大海了,不過(guò)以核聚變?yōu)槿剂现荒茉谔?yáng)系之內(nèi)轉(zhuǎn)悠,去不了太遠(yuǎn)的地方。
根據(jù)計(jì)算,使用核聚變?yōu)槿剂蠈⒁凰矣钪骘w船加速到光速的1%,需要約500千克以上的燃料,在太陽(yáng)系內(nèi)活動(dòng)足夠了,但去太遠(yuǎn)的地方還是有些吃力。那么什么才稱得上是終極能源呢?核能之所以遠(yuǎn)超化學(xué)能源,是因?yàn)楹朔磻?yīng)的過(guò)程中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損,但核反應(yīng)只能夠?qū)⑸倭康馁|(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量,而有一種方法卻可以將參與反應(yīng)的全部質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量,那就是反物質(zhì)。
正反物質(zhì)相遇會(huì)發(fā)生湮滅,所有的質(zhì)量都會(huì)以能量的方式釋放出來(lái),現(xiàn)在人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了包括電子以及質(zhì)子的反物質(zhì),并合成了反氫原子,如果未來(lái)能夠量產(chǎn)反物質(zhì),并以此作為能源,那么人類真的可以在宇宙間暢游了,因?yàn)槭褂梅次镔|(zhì)能源將宇宙飛船加速到光速的1%,所需的燃料還不足1千克。不過(guò)以人類目前的科技水平,要制造1千克反物質(zhì),大約需要花費(fèi)1000萬(wàn)億美元。不過(guò)錢不是最大的問(wèn)題,就算真的有這么多錢,要制造1千克反物質(zhì),花上1000年的時(shí)間恐怕都不夠。
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