热量和质量之间的关系(只见质量转化能量,却不见能量转化质量,它们能够等价交换吗?)
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热量和质量之间的关系(只见质量转化能量,却不见能量转化质量,它们能够等价交换吗?)
在人类科学发展的道路上,出现了很多伟大的物理学家,比如说牛顿、爱因斯坦、哥白尼、薛定谔、伽利略等等,这些科学家为人类发展起到了重大的作用,而牛顿和爱因斯坦是人类历史上最伟大的科学家,他们的成就到现在为止还没有人能够超越,牛顿的出现给人类打开了宇宙的大门,让人类对宇宙有了一定的认知,而爱因斯坦出现以后,给人类探索宇宙指明了方向,目前人类探索宇宙基本上都是按照爱因斯坦的思路去探索的,当年爱因斯坦写下质能方程式的那一瞬间,世界因他而发生了改变。
从那一刻开始,质量和能量之间就有了一定的关系,它们不再是两个完全不同的概念,根据爱因斯坦的方程式我们能够知道,物质和能量之间是可以相互转化的,比如说我们冬天烧的煤炭、平时用的石油、天然气等等,这些燃烧以后,会转化为热量释放出去,所以我们才能够感受到温度,这些是典型的物质转化为能量的案例,除此之外,我们的太阳也在不断的转化为能量,我们的太阳每时每刻都在不断的燃烧。
不过太阳的燃烧和我们地球上的燃烧是有区别的,我们地球上的燃烧是通过氧气来进行燃烧的,而太阳本身是不会燃烧的,它是通过氢元素来释放能量的,在太阳的内部有非常强大的压强和高温,在这种环境下,核聚变反应才能够实现,核聚变反应其实就是通过原子核之间的相互碰撞产生的,当原子核相互碰撞时,就会产生新的原子核,同时也会损失掉一部分能量,这部分损失掉的能量就会转化为热量释放出去,根据科学家的研究得出,太阳内部的4个氢原子核聚变成一个氦原子,其质量会亏损0.0276个单位。
相当于一克氢会亏损0.0069个单位,这些亏损的质量会转化为能量释放出去,然后被其它天体吸收,地球每秒钟能够接到的太阳光能量大约只有22亿分之一,大家不要小看这22亿分之一的能量,这22亿分之一的能量相当于地球上100万吨煤炭燃烧的能量总和,这说明太阳的能量非常强大,根据科学家的计算我们能够知道,太阳每秒钟大约会失去550万吨的质量,每年会失去大约174万亿吨能量,所以说,太阳从诞生以后就开始不断的消耗自己的质量。
在1945年的时候,一朵蘑菇云在日本升起,当时爱因斯坦知道之后,非常后悔自己写下了E=mc²这个公式,如果爱因斯坦没有写出这个公式,那么人类科技至少要倒退50年,之后爱因斯坦发表了侠义相对论,当时很多人都认为爱因斯坦不是人类,因为他的思维太超前了,10年之后,爱因斯坦再次发表了广义相对论,从此之后,爱因斯坦在物理学上的地位飙升,只有他能够和牛顿相媲美。根据爱因斯坦的质能方程式我们能够知道,一千克物质就能产生7分之3的能量。
看到这里相信很多人会产生一个疑问,就是物质转化为能量的现象到处可见,但是能量转化为物质我们却从来没有见过,按理来说,物质和能量都是可以百分之百转化的,而我们没有见过能量转化为物质,是因为人类的科技还不够发达,科学家认为能量转化为物质的过程消耗非常大,比如说煤炭一次性能够释放1000能量,这个效果对于人类来说比较简单,但是如果让我们在地球上收集1000能量转化为一块煤炭,却是非常困难的事情。
首先我们需要知道这1000能量在哪里,它可能随着空气的流动在四处飘散,也可能会被其它的物质吸收,我们先不说能不能够找到这些能量,就算是有足够的能量了,在转化的过程中,也会浪费掉很多能量,目前人类已知的能量转化为物质的情况只发生过一次,那就是宇宙大爆炸,现代科学认为我们的宇宙诞生于138亿年前,在138亿年前,有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、密度无限大、热量无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后,宇宙快速的向四周膨胀,经过138亿年的时间宇宙才膨胀成我们现在看到的样子。
现在我们在宇宙中看到的恒星、行星、彗星、小行星、中子星等等这些都是宇宙大爆炸之后产生的,而这些物质都是能量转化而来的,到现在为止,宇宙大爆炸产生的能量还没有完全消散,科学家通过研究发现,我们的宇宙还在膨胀当中,这说明大爆炸产生的能量还在不断的推动宇宙膨胀,不过人类想要在实现生活中实现能量转化为物质的效果,需要非常强大的科技支撑才行,科学家认为人类至少需要达到二级文明,科学家将宇宙文明分为四个等级,一级文明就是能够利用本星球上面所有的资源。
二级文明就是能够利用本恒星系所有的资源,三级文明就是能够利用本星系中所有的资源,四级文明就是能够利用宇宙中所有的资源,目前人类的文明还不到1级文明,只能够算0.7级文明,毕竟人类现在还没有办法将地球上所有的资源都利用起来,所以人类还需要继续努力才可以,不过小编认为,人类是地球上最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步,未来随着人类科技的发展,小编相信在不久的将来,人类一定能够解开宇宙中所有的奥秘,到时候我们就能够将能量转化为物质。
不过现在人类面临的问题是,地球上可利用的能源越来越少,而且地球上的能源都是最初级的能源,人类想要发展得更加强大,就必须寻找更加强大的能源,比如说恒星的能源,如果我们能够将恒星包裹起来,源源不断的吸收恒星的热量,科学家认为,当人类的文明达到二级文明之后,我们就能够实现,小编希望人类能够早日实现自己的梦想,对此,大家有什么想说的吗?
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