人類已經能夠按照E=mc^2將質量轉化成能量,但能否反過來用能量生成1g質量呢?

10 個回答
星辰大海路上的种花家
2019-06-20

人類已經能夠按照E=mc^2將質量轉化成能量,但能否反過來用能量生成1g質量呢?

質量轉換成能量的例子很多,距離我們最現實的案例是核裂變,重核裂變-質量虧損-轉換能量!而稍稍遙遠一些的案例是核聚變,比如ITER正在埋頭苦幹的氘氚核聚變,希望將質子聚變的質量虧損從原子核的禁錮中釋放出來,雖然距離還比較遠,但這仍然是最具希望的事業!而能量轉換成質量的案例,儘管理論上並沒有什麼問題,但事實操作起來可能還不是一般的困難!

一、一克質量需要多少能量來轉換?

其實計算並不困難,因為用愛因斯坦的質能轉換公式還算下即可計算出來!

人類已經能夠按照E=mc^2將質量轉化成能量,但能否反過來用能量生成1g質量呢?

質量轉換成能量的例子很多,距離我們最現實的案例是核裂變,重核裂變-質量虧損-轉換能量!而稍稍遙遠一些的案例是核聚變,比如ITER正在埋頭苦幹的氘氚核聚變,希望將質子聚變的質量虧損從原子核的禁錮中釋放出來,雖然距離還比較遠,但這仍然是最具希望的事業!而能量轉換成質量的案例,儘管理論上並沒有什麼問題,但事實操作起來可能還不是一般的困難!

一、一克質量需要多少能量來轉換?

其實計算並不困難,因為用愛因斯坦的質能轉換公式還算下即可計算出來!

E=MC^2=0.001×299792458^2=89875517873681.764J

一噸TNT的能量約為:4184000000J

那麼相當於:21480.76噸TNT的能量

即需要一枚廣島原子彈的能量才能在理論上生成約1g的質量!

二、有什麼途徑可以將能量轉換成質量?

“夸克相變溫度”也許能給我們一些指導!這是一個強子物質(仍然由夸克以及反夸克與膠子組成的“普通物質”)到“夸克膠子等離子體”的溫度!這個相變溫度約為175MeV,相當於2萬億攝氏度!

人類已經能夠按照E=mc^2將質量轉化成能量,但能否反過來用能量生成1g質量呢?

質量轉換成能量的例子很多,距離我們最現實的案例是核裂變,重核裂變-質量虧損-轉換能量!而稍稍遙遠一些的案例是核聚變,比如ITER正在埋頭苦幹的氘氚核聚變,希望將質子聚變的質量虧損從原子核的禁錮中釋放出來,雖然距離還比較遠,但這仍然是最具希望的事業!而能量轉換成質量的案例,儘管理論上並沒有什麼問題,但事實操作起來可能還不是一般的困難!

一、一克質量需要多少能量來轉換?

其實計算並不困難,因為用愛因斯坦的質能轉換公式還算下即可計算出來!

E=MC^2=0.001×299792458^2=89875517873681.764J

一噸TNT的能量約為:4184000000J

那麼相當於:21480.76噸TNT的能量

即需要一枚廣島原子彈的能量才能在理論上生成約1g的質量!

二、有什麼途徑可以將能量轉換成質量?

“夸克相變溫度”也許能給我們一些指導!這是一個強子物質(仍然由夸克以及反夸克與膠子組成的“普通物質”)到“夸克膠子等離子體”的溫度!這個相變溫度約為175MeV,相當於2萬億攝氏度!

在這個溫度條件下,物質將以夸克膠子等離子體狀態存在,而這個溫度也足夠高!夸克-反夸克可以這之中自發產生!這是一個純能量轉化質量的關鍵溫度!在這個溫度條件下,只要遠遠不斷輸入能量,那麼將會轉換為有質量的基本粒子。簡單的說,這是一個能量與質量之間轉換的門檻!

三、我們能達到這個溫度嗎?

其實上文的夸克相變溫度就是美國布魯克海汶國家實驗室中的相對論重離子對撞機(RHIC),將兩束金原子核加速到接近光速後碰撞,用採集到的淨強子數分佈的特徵與與格點量子色動力學的計算後,以重子數密度為零的條件計算出夸克相變溫度!

人類已經能夠按照E=mc^2將質量轉化成能量,但能否反過來用能量生成1g質量呢?

質量轉換成能量的例子很多,距離我們最現實的案例是核裂變,重核裂變-質量虧損-轉換能量!而稍稍遙遠一些的案例是核聚變,比如ITER正在埋頭苦幹的氘氚核聚變,希望將質子聚變的質量虧損從原子核的禁錮中釋放出來,雖然距離還比較遠,但這仍然是最具希望的事業!而能量轉換成質量的案例,儘管理論上並沒有什麼問題,但事實操作起來可能還不是一般的困難!

一、一克質量需要多少能量來轉換?

其實計算並不困難,因為用愛因斯坦的質能轉換公式還算下即可計算出來!

E=MC^2=0.001×299792458^2=89875517873681.764J

一噸TNT的能量約為:4184000000J

那麼相當於:21480.76噸TNT的能量

即需要一枚廣島原子彈的能量才能在理論上生成約1g的質量!

二、有什麼途徑可以將能量轉換成質量?

“夸克相變溫度”也許能給我們一些指導!這是一個強子物質(仍然由夸克以及反夸克與膠子組成的“普通物質”)到“夸克膠子等離子體”的溫度!這個相變溫度約為175MeV,相當於2萬億攝氏度!

在這個溫度條件下,物質將以夸克膠子等離子體狀態存在,而這個溫度也足夠高!夸克-反夸克可以這之中自發產生!這是一個純能量轉化質量的關鍵溫度!在這個溫度條件下,只要遠遠不斷輸入能量,那麼將會轉換為有質量的基本粒子。簡單的說,這是一個能量與質量之間轉換的門檻!

三、我們能達到這個溫度嗎?

其實上文的夸克相變溫度就是美國布魯克海汶國家實驗室中的相對論重離子對撞機(RHIC),將兩束金原子核加速到接近光速後碰撞,用採集到的淨強子數分佈的特徵與與格點量子色動力學的計算後,以重子數密度為零的條件計算出夸克相變溫度!

準確的說我們是計算出了這個溫度,而在加速器的極度加速下也是用物質創造出了接近與這個溫度的條件,但我們卻沒有技術以純能量的形式達到這個溫度,即沒有物質的條件,但事實上這其實也不可能,只不過用高能粒子對撞這種條件來創造能量轉換為質量的條件,是不是有種脫褲子放屁的感覺?當然不會,這也許是我們通向透徹理解宇宙大爆炸道路上的最後一個關卡,再往後是什麼?

维度开拓者
2019-06-18

這個問題其實並非那麼簡單。人類已經能夠按照愛因斯坦的質能方程將質量轉變成能量,表面上看是對的,但是如果將核裂變反應產生的所有粒子收集在一個完全封閉的空間內,你會發現,用愛因斯坦的質能公式m=E/c^2(光子能量E=hv)推算,質量與裂變前無任何損失。同樣正、反物質湮滅後產生的光子收集起來推算,也是無質量虧損。

這些所謂損失的質量是以一些看不見的中微子,伽馬射線等高能粒子等形式在開放空間消失了。

其中的根本原因就是不存在所謂的純能量,能量是物質、基本粒子的基本屬性,不存在沒有物質結構的純能量。

另外,也根本不存在所謂絕對靜止的靜態質量,從根本上說,所謂的靜態質量也是相對的,相對論本身就推翻了絕對靜止的時空。特別是微觀粒子,光子、獨立運動的電子和質子等微觀粒子的靜態質量根本就沒有一個恆定的值。正因為如此,在粒子物理研究中新發現粒子的質量都用能量值(GeV電子伏特)表示的。

因為這些有量子特性的微觀粒子,根據量子力學原理根本不可能做到對參照系的絕對靜止。所以對於獨立於(慣性系)或脫離系統的微觀粒子的質量只能用(m=E/c^2)粒子的能量推算!

有些人錯誤的把靜態質量為零的光子看成純能量,而光子顯然是有物質結構的基本粒子。宇宙中不存在沒有物質結構的純能量,能量必須附著在物質上。

因此,質量虧損產生能量的說法嚴格地說是錯誤的。

很明顯,反過來能量產生質量這種說法也是不科學的。能量守恆,質量也是守恆的,如果質量不守恆,能量如何守恆?質量不守恆,動量也不可能守恆。正確的能量表達方程是這樣的:E^2=(mc^2)^2+(pc)^2

現在,有很多人錯誤的認為物體有所謂的運動質量(相對論質量)

m'=m0/(1-(v/c)^2)^0.5,有質量的物質之所以不能達到光速,是因為那個時候質量會變得無窮大。

其實這種將物質質量和能量、動量分離的演繹是完全錯誤的,對此愛因斯坦本人並不認同,愛因斯坦根本就沒有發表過質量的相對論公式,認為這是群眾(不知道愛因斯坦是不是說的民科的意思)的相對論觀點,表示這會混淆質量的定義。質量還是和能量和動量結合考慮比較好。

愛因斯坦在廣義相對論裡提出引力質量與慣性質量等效的觀點,根本沒有提相對論質量。

之所以有廣義相對論和狹義相對論,愛因斯坦是認為狹義相對論成立是有條件的,不能適用於時空“彎曲”變化的情況。

大嗔
2019-06-17

唉,怎麼跟你們說這個呢?

質量是質量,能量是能量,任何一個過程都是質量守恆、能量守恆的,質能方程要表達是意思決不是質量和能量轉換。

打個比方吧:你手裡有100元錢,肉鋪老闆那裡有10斤肉,他錢盒裡沒錢,然後你用20元錢跟他買了一斤肉。在你看來你的20元錢變成了肉,但是錢有沒有真的變成肉?把你和肉老闆合起來看,還是100元錢,10斤肉。錢還是錢,肉還是肉。

質能方程反映的是物體的質量與能量的一個聯繫:物體具有的能量與其質量成正比E=mc^2,當物體的質量減小時他具有的能量也要相應減小,減小的那部分能量就會釋放出來,並非質量轉換為能量。

那麼減小的質量去哪兒了?

前面所提到的質量是指靜止質量。在相對論中,質量有兩種:靜止質量和運動質量。虧損的靜止質量轉換成運動質量,所以質量也是守恆的。

又喝太多了
2019-09-02

這個回答下面,一如既往的出現一堆民科。你可以對質能方程瞭解不多,但你好歹要回答這個問題前瞭解一下狹義相對論可好?E=mc2方是狹義相對論最廣為人知的一個方程,而同時狹義相對論最重要的兩個推論之一就是質量即能量,能量即質量,質能是一回事。在相對論前提下討論問題,只有質能守恆而沒有質量守恆或者能量守恆的說法,那兩種說法是在經典物理環境下的。在這種思考下,不存在什麼相互轉換,他們表達的就是一個東西。只是同一種事物的兩個屬性。

但如果用他來解釋核彈也是沒有問題的,再回到E=mc2,這個在現實中最直觀的體現就是核武器,核電站,我們地球上核裂變以及核聚變的過程中都會產生質量虧損,因此在這個過程中虧損靜質量就會以能量的形式表現出來,以光子,高能粒子等形式表現出來。

還有一點,正反物質的湮滅也符合質能方程,並且效率達到百分百,只是現在反物質還只能在實驗室裡極其少量的生產,遠未達到可以應用的地步,相比之下,可控核聚變還更有希望一些。

好了,回到題主問題,有沒有可能能量在某種情況下以物質的形式表現出來?我的回答是有。

在核聚變的情況下,由於鐵56結合能最高,所以恆星內部不可能產生比鐵重的元素了。要使鐵變為更重的元素,就需要繼續往鐵原子中塞入質子,但是直接塞質子是不可能的,只能先塞中子,大質量恆星在超新星爆發時,能達到100億度以上的溫度,此時快中子密度極高(可達每立方厘米10^23個),於是鐵元素在超新星爆發中進行快中子俘獲過程,再通過β衰變可以生成大量的超重元素。

這個過程中就是超新星爆發時的巨大能量被中子吸收從而穩定禁錮在原子核內形成新的物質。

前尘725
2019-06-19

能量轉化為質量?詐一看好像又要涉及很多最最最前沿的知識,其實並沒有大家想的那麼難。OK,廢話不多說,直接上證據:

先來個很簡單的實驗:假設有一個靜止質量不打大的物體被一個恆力拉著作加速運動。ps:不考慮空間和其他作用力。接下來很簡單吧,這個物體一直做線性加速,不會有其他變化。不過當它接近光速時,咳咳,重點來了,即使有著一個恆定外力作用,它的速度卻不會線性增加,而是以光速為趨勢線無限逼近但不會相交。

問題來了,恆力始終存在,物體一直向前運動,說明力一直在做功!可當物體接近光速時,速度變化極小,動能增加不大,那外力做的功去哪兒了?對,你沒想錯,就是變為了質量,當物體接近光速時,質量不斷增加直到無窮大。

說到現在,你也應該想到如下這個過程:外界能量不斷對小物體做功,接近光速時,由於相對論效應,物體的速度不會無限增加,多餘出來的能量轉化為質量增加保證能量守恆。歐克,恭喜你,完成了一次能量轉化為質量😜😜

最後多說一句,這個實驗不是我想出來的。這實驗是為了保證“光速不變”這個現代物理學的公理和能量守恆不矛盾提出的。至於是不是老愛為了相對論和熱力學基礎公理不相矛盾提出的,就布吉島了

宇宙探索
2019-06-18

理論上可以,而且如今我們見到的宇宙萬事萬物都是能量轉化為質量(物質)的結果。宇宙在誕生初期沒有任何物質,只有純能量,而之後的物質都是由能量轉化過來的,這不就是能量轉化為質量最好的見證嗎?

為何如今人類很難做到把能量轉化為質量呢?

很明顯,人類在大自然面前太渺小了,大自然的力量是我們無法想象的。有些人經常這樣問:人類科技已經能製造原子彈了,為何製造不出一粒米?

原子彈是人類科技產物,一粒米是大自然產物,兩者沒有任何可比性!

理論上講,能量轉化為質量的過程就是轉化為能量的逆過程,這意味著需要極其龐大的能量才能轉化為極少的質量,更重要的是如何操控如此龐大的能量,而是這個過程中需要的很可能不僅僅有能量!

拿核聚變為例,核聚變過程中除了純能量,還有中微子,正電子等產生,這也意味著,把這個過程反過來,除了有純能量,還需要有中微子,正電子等物質的參與!而且,純理論分析,比如有恰到好處的能量才可以!

想想大自然的力量該有多麼恐怖,它用能量製造瞭如今我們所見到的一切,而如今的人類連一粒米都製造不出來!

万物同名
2019-08-07

【什麼是科技?】

所謂的科技,

就是“心經”的反讀……


【什麼是科技?】

所謂的科技,

就是“心經”的反讀……



【什麼是科技?】

所謂的科技,

就是“心經”的反讀……




【什麼是科技?】

所謂的科技,

就是“心經”的反讀……





【什麼是科技?】

所謂的科技,

就是“心經”的反讀……





时空通讯
2019-06-24

能量轉化為物質是非常非常平常而常識的事情,只是與我們固有的觀念相沖突,就視而不見而已。

物質轉化為能量很好理解,有化學轉化和核能轉化,還有理論上的反物質與正物質湮滅的完美轉化,1克物質完全轉化為能量,根據愛因斯坦質能方程計算E=mc^2,得出1x10^-3x(3x10^8)^2=9x10^13J ,就是90萬億焦耳的能量。

這個能量相當於2500萬度電,或約2.15萬噸TNT爆炸當量,也就是相當1.5顆廣島原子彈的威力。

能量轉化為物質是非常非常平常而常識的事情,只是與我們固有的觀念相沖突,就視而不見而已。

物質轉化為能量很好理解,有化學轉化和核能轉化,還有理論上的反物質與正物質湮滅的完美轉化,1克物質完全轉化為能量,根據愛因斯坦質能方程計算E=mc^2,得出1x10^-3x(3x10^8)^2=9x10^13J ,就是90萬億焦耳的能量。

這個能量相當於2500萬度電,或約2.15萬噸TNT爆炸當量,也就是相當1.5顆廣島原子彈的威力。

根據質能轉換方程,愛因斯坦得出“物體的質量是它所含能量的度量”的結論,也就是說物質的質量和能量可以互相轉化,質量可以轉化成能量,能量也可以轉化成質量,這符合能量守恆定律合質量守恆定律。

現在,質量轉化為能量已經被核裂變和核聚變所證實,在大型強子對撞機裡,科學家們也製造並能夠短期保存微量的反物質,驗證了反物質湮滅的能量。

能量轉化為物質是非常非常平常而常識的事情,只是與我們固有的觀念相沖突,就視而不見而已。

物質轉化為能量很好理解,有化學轉化和核能轉化,還有理論上的反物質與正物質湮滅的完美轉化,1克物質完全轉化為能量,根據愛因斯坦質能方程計算E=mc^2,得出1x10^-3x(3x10^8)^2=9x10^13J ,就是90萬億焦耳的能量。

這個能量相當於2500萬度電,或約2.15萬噸TNT爆炸當量,也就是相當1.5顆廣島原子彈的威力。

根據質能轉換方程,愛因斯坦得出“物體的質量是它所含能量的度量”的結論,也就是說物質的質量和能量可以互相轉化,質量可以轉化成能量,能量也可以轉化成質量,這符合能量守恆定律合質量守恆定律。

現在,質量轉化為能量已經被核裂變和核聚變所證實,在大型強子對撞機裡,科學家們也製造並能夠短期保存微量的反物質,驗證了反物質湮滅的能量。

但能量能不能轉換為物質呢?理論上是可行的,而且也一直都在我們的眼皮子底下悄悄地進行著。

物質能量的釋放可以在一瞬間,也可以可控的緩慢釋放(可控核裂變或核聚變),但一個巨大的能量瞬間變成實實在在的物質質量,這種狀態的轉化的確還沒有發現,人類也還不能做到。

但能量轉化為物質早就已經是時空見慣的事情了,只不過人們並沒有把它往質能轉換去想而已。

這個司空見慣的事情就是光合作用。我們知道,綠色植物或者某些細菌的葉綠素能夠吸收光能,會同二氧化碳和水等簡單有機物,合成複雜的有機物,並且放出氧。

光合作用產生的有機物主要就是碳水化合物,這正是人類生存所必須的物質。如果沒有陽光的照射,所有植物將在2個星期內滅絕。

能量轉化為物質是非常非常平常而常識的事情,只是與我們固有的觀念相沖突,就視而不見而已。

物質轉化為能量很好理解,有化學轉化和核能轉化,還有理論上的反物質與正物質湮滅的完美轉化,1克物質完全轉化為能量,根據愛因斯坦質能方程計算E=mc^2,得出1x10^-3x(3x10^8)^2=9x10^13J ,就是90萬億焦耳的能量。

這個能量相當於2500萬度電,或約2.15萬噸TNT爆炸當量,也就是相當1.5顆廣島原子彈的威力。

根據質能轉換方程,愛因斯坦得出“物體的質量是它所含能量的度量”的結論,也就是說物質的質量和能量可以互相轉化,質量可以轉化成能量,能量也可以轉化成質量,這符合能量守恆定律合質量守恆定律。

現在,質量轉化為能量已經被核裂變和核聚變所證實,在大型強子對撞機裡,科學家們也製造並能夠短期保存微量的反物質,驗證了反物質湮滅的能量。

但能量能不能轉換為物質呢?理論上是可行的,而且也一直都在我們的眼皮子底下悄悄地進行著。

物質能量的釋放可以在一瞬間,也可以可控的緩慢釋放(可控核裂變或核聚變),但一個巨大的能量瞬間變成實實在在的物質質量,這種狀態的轉化的確還沒有發現,人類也還不能做到。

但能量轉化為物質早就已經是時空見慣的事情了,只不過人們並沒有把它往質能轉換去想而已。

這個司空見慣的事情就是光合作用。我們知道,綠色植物或者某些細菌的葉綠素能夠吸收光能,會同二氧化碳和水等簡單有機物,合成複雜的有機物,並且放出氧。

光合作用產生的有機物主要就是碳水化合物,這正是人類生存所必須的物質。如果沒有陽光的照射,所有植物將在2個星期內滅絕。

光是什麼?是電磁波,是陽光或者其他光源裡面攜帶的能量,這些能量通過光合作用,在糧食、煤炭儲存起來,為人類社會服務。

其實不光植物,動物和人體,都有光合作用,通過陽光的照射,動物機體裡的物質才能夠合成轉化,保持健康狀態。

據研究,每平方釐米皮膚暴露在陽光下3小時,可產生約20國際單位的維生素D,即使穿著衣服只暴露臉部,每天在陽光中1小時,也可以產生400國際單位的維生素D。

而這種元素是鈣、磷吸收的輔助劑,在日常食物中是無法滿足需要的,必須從陽光中獲得。所以晒太陽可以補鈣就是源於此。

能量轉化為物質是非常非常平常而常識的事情,只是與我們固有的觀念相沖突,就視而不見而已。

物質轉化為能量很好理解,有化學轉化和核能轉化,還有理論上的反物質與正物質湮滅的完美轉化,1克物質完全轉化為能量,根據愛因斯坦質能方程計算E=mc^2,得出1x10^-3x(3x10^8)^2=9x10^13J ,就是90萬億焦耳的能量。

這個能量相當於2500萬度電,或約2.15萬噸TNT爆炸當量,也就是相當1.5顆廣島原子彈的威力。

根據質能轉換方程,愛因斯坦得出“物體的質量是它所含能量的度量”的結論,也就是說物質的質量和能量可以互相轉化,質量可以轉化成能量,能量也可以轉化成質量,這符合能量守恆定律合質量守恆定律。

現在,質量轉化為能量已經被核裂變和核聚變所證實,在大型強子對撞機裡,科學家們也製造並能夠短期保存微量的反物質,驗證了反物質湮滅的能量。

但能量能不能轉換為物質呢?理論上是可行的,而且也一直都在我們的眼皮子底下悄悄地進行著。

物質能量的釋放可以在一瞬間,也可以可控的緩慢釋放(可控核裂變或核聚變),但一個巨大的能量瞬間變成實實在在的物質質量,這種狀態的轉化的確還沒有發現,人類也還不能做到。

但能量轉化為物質早就已經是時空見慣的事情了,只不過人們並沒有把它往質能轉換去想而已。

這個司空見慣的事情就是光合作用。我們知道,綠色植物或者某些細菌的葉綠素能夠吸收光能,會同二氧化碳和水等簡單有機物,合成複雜的有機物,並且放出氧。

光合作用產生的有機物主要就是碳水化合物,這正是人類生存所必須的物質。如果沒有陽光的照射,所有植物將在2個星期內滅絕。

光是什麼?是電磁波,是陽光或者其他光源裡面攜帶的能量,這些能量通過光合作用,在糧食、煤炭儲存起來,為人類社會服務。

其實不光植物,動物和人體,都有光合作用,通過陽光的照射,動物機體裡的物質才能夠合成轉化,保持健康狀態。

據研究,每平方釐米皮膚暴露在陽光下3小時,可產生約20國際單位的維生素D,即使穿著衣服只暴露臉部,每天在陽光中1小時,也可以產生400國際單位的維生素D。

而這種元素是鈣、磷吸收的輔助劑,在日常食物中是無法滿足需要的,必須從陽光中獲得。所以晒太陽可以補鈣就是源於此。

一粒種子種在地裡,在適當的元素和水分滋養下,通過光合作用,這些種子才能夠生根開花結果,從一個丁點大的小花蕾,漸漸長大成一個個果實。

這些果實中就儲存著太陽光的能量。

享用這些動植物微生物食物鏈的消費者們(包括各種動物),能夠在這些食物儲存的能量中,吸收穫得至少10~20%的能量,光和作用還維繫著地球上的碳氧循環,這是整個生態圈能夠循環往復的賴以生存的關鍵。

這些難道不是能量轉化為質量或者物質的事實嗎?不是每天都在我們眼皮子地下進行著嗎?只不過是複雜了些。

難道一定要放一個炮仗就出一粒豆子才是能質轉換?不,那只是魔術。

能量轉化為物質是非常非常平常而常識的事情,只是與我們固有的觀念相沖突,就視而不見而已。

物質轉化為能量很好理解,有化學轉化和核能轉化,還有理論上的反物質與正物質湮滅的完美轉化,1克物質完全轉化為能量,根據愛因斯坦質能方程計算E=mc^2,得出1x10^-3x(3x10^8)^2=9x10^13J ,就是90萬億焦耳的能量。

這個能量相當於2500萬度電,或約2.15萬噸TNT爆炸當量,也就是相當1.5顆廣島原子彈的威力。

根據質能轉換方程,愛因斯坦得出“物體的質量是它所含能量的度量”的結論,也就是說物質的質量和能量可以互相轉化,質量可以轉化成能量,能量也可以轉化成質量,這符合能量守恆定律合質量守恆定律。

現在,質量轉化為能量已經被核裂變和核聚變所證實,在大型強子對撞機裡,科學家們也製造並能夠短期保存微量的反物質,驗證了反物質湮滅的能量。

但能量能不能轉換為物質呢?理論上是可行的,而且也一直都在我們的眼皮子底下悄悄地進行著。

物質能量的釋放可以在一瞬間,也可以可控的緩慢釋放(可控核裂變或核聚變),但一個巨大的能量瞬間變成實實在在的物質質量,這種狀態的轉化的確還沒有發現,人類也還不能做到。

但能量轉化為物質早就已經是時空見慣的事情了,只不過人們並沒有把它往質能轉換去想而已。

這個司空見慣的事情就是光合作用。我們知道,綠色植物或者某些細菌的葉綠素能夠吸收光能,會同二氧化碳和水等簡單有機物,合成複雜的有機物,並且放出氧。

光合作用產生的有機物主要就是碳水化合物,這正是人類生存所必須的物質。如果沒有陽光的照射,所有植物將在2個星期內滅絕。

光是什麼?是電磁波,是陽光或者其他光源裡面攜帶的能量,這些能量通過光合作用,在糧食、煤炭儲存起來,為人類社會服務。

其實不光植物,動物和人體,都有光合作用,通過陽光的照射,動物機體裡的物質才能夠合成轉化,保持健康狀態。

據研究,每平方釐米皮膚暴露在陽光下3小時,可產生約20國際單位的維生素D,即使穿著衣服只暴露臉部,每天在陽光中1小時,也可以產生400國際單位的維生素D。

而這種元素是鈣、磷吸收的輔助劑,在日常食物中是無法滿足需要的,必須從陽光中獲得。所以晒太陽可以補鈣就是源於此。

一粒種子種在地裡,在適當的元素和水分滋養下,通過光合作用,這些種子才能夠生根開花結果,從一個丁點大的小花蕾,漸漸長大成一個個果實。

這些果實中就儲存著太陽光的能量。

享用這些動植物微生物食物鏈的消費者們(包括各種動物),能夠在這些食物儲存的能量中,吸收穫得至少10~20%的能量,光和作用還維繫著地球上的碳氧循環,這是整個生態圈能夠循環往復的賴以生存的關鍵。

這些難道不是能量轉化為質量或者物質的事實嗎?不是每天都在我們眼皮子地下進行著嗎?只不過是複雜了些。

難道一定要放一個炮仗就出一粒豆子才是能質轉換?不,那只是魔術。

那麼,今後有沒有可能將這種魔術變為事實呢?理論上是有可能的。

當人類文明發展到相當高級階段時,也可以說宇宙高級文明的終極需求就是能量,有了能量就可以轉化除一切物質。

我曾經有過設想,人類可以通過基因工程培育出一種無需氧氣和水分就能生長的低等生物,就像青苔,只要有光照就能生長,而且生長出來是人類可以維繫生命的食物和水分,這樣人類在開發其他星球時,只要把這種種子帶去,通過光合作用,就可以解決食物和水分問題。

能量轉化為物質是非常非常平常而常識的事情,只是與我們固有的觀念相沖突,就視而不見而已。

物質轉化為能量很好理解,有化學轉化和核能轉化,還有理論上的反物質與正物質湮滅的完美轉化,1克物質完全轉化為能量,根據愛因斯坦質能方程計算E=mc^2,得出1x10^-3x(3x10^8)^2=9x10^13J ,就是90萬億焦耳的能量。

這個能量相當於2500萬度電,或約2.15萬噸TNT爆炸當量,也就是相當1.5顆廣島原子彈的威力。

根據質能轉換方程,愛因斯坦得出“物體的質量是它所含能量的度量”的結論,也就是說物質的質量和能量可以互相轉化,質量可以轉化成能量,能量也可以轉化成質量,這符合能量守恆定律合質量守恆定律。

現在,質量轉化為能量已經被核裂變和核聚變所證實,在大型強子對撞機裡,科學家們也製造並能夠短期保存微量的反物質,驗證了反物質湮滅的能量。

但能量能不能轉換為物質呢?理論上是可行的,而且也一直都在我們的眼皮子底下悄悄地進行著。

物質能量的釋放可以在一瞬間,也可以可控的緩慢釋放(可控核裂變或核聚變),但一個巨大的能量瞬間變成實實在在的物質質量,這種狀態的轉化的確還沒有發現,人類也還不能做到。

但能量轉化為物質早就已經是時空見慣的事情了,只不過人們並沒有把它往質能轉換去想而已。

這個司空見慣的事情就是光合作用。我們知道,綠色植物或者某些細菌的葉綠素能夠吸收光能,會同二氧化碳和水等簡單有機物,合成複雜的有機物,並且放出氧。

光合作用產生的有機物主要就是碳水化合物,這正是人類生存所必須的物質。如果沒有陽光的照射,所有植物將在2個星期內滅絕。

光是什麼?是電磁波,是陽光或者其他光源裡面攜帶的能量,這些能量通過光合作用,在糧食、煤炭儲存起來,為人類社會服務。

其實不光植物,動物和人體,都有光合作用,通過陽光的照射,動物機體裡的物質才能夠合成轉化,保持健康狀態。

據研究,每平方釐米皮膚暴露在陽光下3小時,可產生約20國際單位的維生素D,即使穿著衣服只暴露臉部,每天在陽光中1小時,也可以產生400國際單位的維生素D。

而這種元素是鈣、磷吸收的輔助劑,在日常食物中是無法滿足需要的,必須從陽光中獲得。所以晒太陽可以補鈣就是源於此。

一粒種子種在地裡,在適當的元素和水分滋養下,通過光合作用,這些種子才能夠生根開花結果,從一個丁點大的小花蕾,漸漸長大成一個個果實。

這些果實中就儲存著太陽光的能量。

享用這些動植物微生物食物鏈的消費者們(包括各種動物),能夠在這些食物儲存的能量中,吸收穫得至少10~20%的能量,光和作用還維繫著地球上的碳氧循環,這是整個生態圈能夠循環往復的賴以生存的關鍵。

這些難道不是能量轉化為質量或者物質的事實嗎?不是每天都在我們眼皮子地下進行著嗎?只不過是複雜了些。

難道一定要放一個炮仗就出一粒豆子才是能質轉換?不,那只是魔術。

那麼,今後有沒有可能將這種魔術變為事實呢?理論上是有可能的。

當人類文明發展到相當高級階段時,也可以說宇宙高級文明的終極需求就是能量,有了能量就可以轉化除一切物質。

我曾經有過設想,人類可以通過基因工程培育出一種無需氧氣和水分就能生長的低等生物,就像青苔,只要有光照就能生長,而且生長出來是人類可以維繫生命的食物和水分,這樣人類在開發其他星球時,只要把這種種子帶去,通過光合作用,就可以解決食物和水分問題。

這就是一種能量轉化為物質的方式。當然這只是民科的想象,裡面有很多科學元素沒有深究,只是一種幻想。而且這種幻想只是人類發展中的過度產品,真正到了高級階段就是能量的直接轉換了。

所以,時空通訊認為,能量轉化為物質(質量)是完全可行的,而且一直在進行中,今後還會越來越高級。

就是這樣,歡迎討論。

時空通訊專注於老百姓通俗的科學話題,發表的所有文章均屬原創,請尊重作者版權,謝謝關注支持。

文韬96
2019-06-22

不可知

回答問題前有一點要闡明:

能量的本質是物理意義上四維空間度量的一個物理量,質量的本質是二維空間度量的物理量,它們都是物質在不同維度所表現出來的物質屬性。

因此,質量與能量之間的相互轉化即物質的不同屬性之間的轉化。

目前有兩個最典型的反應——核聚變和核裂變。

這兩個反應本質上都是將質量轉化成能量。

不可知

回答問題前有一點要闡明:

能量的本質是物理意義上四維空間度量的一個物理量,質量的本質是二維空間度量的物理量,它們都是物質在不同維度所表現出來的物質屬性。

因此,質量與能量之間的相互轉化即物質的不同屬性之間的轉化。

目前有兩個最典型的反應——核聚變和核裂變。

這兩個反應本質上都是將質量轉化成能量。

不可知

回答問題前有一點要闡明:

能量的本質是物理意義上四維空間度量的一個物理量,質量的本質是二維空間度量的物理量,它們都是物質在不同維度所表現出來的物質屬性。

因此,質量與能量之間的相互轉化即物質的不同屬性之間的轉化。

目前有兩個最典型的反應——核聚變和核裂變。

這兩個反應本質上都是將質量轉化成能量。

主要原因是:每種原子內的核子(中子、質子、反中子和反質子的統稱),平均質量存在差異,在鐵原子中的平均質量最小。

這將導致:

(1)鐵以下的原子,聚變會釋放能量;

(2)鐵以上的原子,裂變會釋放能量;

如果把不同原子的平均核子質量列出,就能得到下圖:

不可知

回答問題前有一點要闡明:

能量的本質是物理意義上四維空間度量的一個物理量,質量的本質是二維空間度量的物理量,它們都是物質在不同維度所表現出來的物質屬性。

因此,質量與能量之間的相互轉化即物質的不同屬性之間的轉化。

目前有兩個最典型的反應——核聚變和核裂變。

這兩個反應本質上都是將質量轉化成能量。

主要原因是:每種原子內的核子(中子、質子、反中子和反質子的統稱),平均質量存在差異,在鐵原子中的平均質量最小。

這將導致:

(1)鐵以下的原子,聚變會釋放能量;

(2)鐵以上的原子,裂變會釋放能量;

如果把不同原子的平均核子質量列出,就能得到下圖:

其中,鐵原子是極值點,也就是說鐵的平均核子質量最小,這就導致一個結論:

(1)比鐵小的元素,發生聚變後,平均核子質量降低,虧損的質量將以能量形式釋放;

(2)比鐵大的元素,發生裂變,平均核子質量也降低,虧損的質量也以能量形式釋放;

這就是裂變和聚變,釋放能量的基本原理。

當然,反其道而行也是可以的,那就是能量轉化為質量的過程。

例如:

(1)比鐵小的元素(比氕大),理論上也可以發生裂變,但是平均核子質量增加,需要補充能量,而且是大量的能量;

(2)比鐵大的元素,也可發生聚變,平均核子也是質量增加,同樣需要吸收大量能量。

對於這兩種情況,都需要吸收巨大的能量,所以反應條件非常苛刻,只有某些極端條件下,才能進行。比如超新星爆發中,才能發生(2)這樣的核反應。

目前,人類能掌控核裂變反應,並用於發電,比如核電站,還有利用衰變釋放能量的核電池;但是可控核聚變的技術目前還沒有,不可控聚變就是氫彈。

更別提上述(1)(2)這兩個核反應。

也許將來人類的科技可以走到這一步,而現在的我們誰又能確定呢?

科学探秘频道
2019-06-20

愛因斯坦提出來的質能公式,可以說是最偉大的物理公式之一,直接揭示了能量和質量的內在關係。而質能公式的提出,也給核變反應提供了強大的理論支持。核變的物質只需要損失一點點質量,就可以轉換出來巨大的能量。現在的我們,已經可以利用核變來把質量很好的轉換成為能量,那麼我們是否也可以把能量轉換為質量呢?

愛因斯坦提出來的質能公式,可以說是最偉大的物理公式之一,直接揭示了能量和質量的內在關係。而質能公式的提出,也給核變反應提供了強大的理論支持。核變的物質只需要損失一點點質量,就可以轉換出來巨大的能量。現在的我們,已經可以利用核變來把質量很好的轉換成為能量,那麼我們是否也可以把能量轉換為質量呢?

答案是當然可以,一個能量足夠高的光子,距離其它物體足夠近,就可以產生一對正反電子對。這就是典型的能量轉換為質量的例子。但是由於電子和光子的質量與能量都很小,要想轉換出來1g的質量,無疑是不太可能的。不過,我們現在的所有物質,包括正反物質、暗物質都是在宇宙大爆炸之後生成的。宇宙大爆炸的時候,空間中並沒有物質,而是充滿了能量。在宇宙膨脹的過程中,溫度逐漸冷卻,慢慢能量才轉化為了質量,進而形成夸克、電子、質子、中子等等各種基本粒子。

愛因斯坦提出來的質能公式,可以說是最偉大的物理公式之一,直接揭示了能量和質量的內在關係。而質能公式的提出,也給核變反應提供了強大的理論支持。核變的物質只需要損失一點點質量,就可以轉換出來巨大的能量。現在的我們,已經可以利用核變來把質量很好的轉換成為能量,那麼我們是否也可以把能量轉換為質量呢?

答案是當然可以,一個能量足夠高的光子,距離其它物體足夠近,就可以產生一對正反電子對。這就是典型的能量轉換為質量的例子。但是由於電子和光子的質量與能量都很小,要想轉換出來1g的質量,無疑是不太可能的。不過,我們現在的所有物質,包括正反物質、暗物質都是在宇宙大爆炸之後生成的。宇宙大爆炸的時候,空間中並沒有物質,而是充滿了能量。在宇宙膨脹的過程中,溫度逐漸冷卻,慢慢能量才轉化為了質量,進而形成夸克、電子、質子、中子等等各種基本粒子。

愛因斯坦提出來的質能公式,可以說是最偉大的物理公式之一,直接揭示了能量和質量的內在關係。而質能公式的提出,也給核變反應提供了強大的理論支持。核變的物質只需要損失一點點質量,就可以轉換出來巨大的能量。現在的我們,已經可以利用核變來把質量很好的轉換成為能量,那麼我們是否也可以把能量轉換為質量呢?

答案是當然可以,一個能量足夠高的光子,距離其它物體足夠近,就可以產生一對正反電子對。這就是典型的能量轉換為質量的例子。但是由於電子和光子的質量與能量都很小,要想轉換出來1g的質量,無疑是不太可能的。不過,我們現在的所有物質,包括正反物質、暗物質都是在宇宙大爆炸之後生成的。宇宙大爆炸的時候,空間中並沒有物質,而是充滿了能量。在宇宙膨脹的過程中,溫度逐漸冷卻,慢慢能量才轉化為了質量,進而形成夸克、電子、質子、中子等等各種基本粒子。

也就是說,本質上我們看到的所有物質都可能是能量轉化而來。而超弦理論似乎也證明了這點,超弦理論認為,所有的物質都是由一維的能量弦振動而形成。不同的基本粒子,只不過是振動的狀態不一樣而已。這樣的結論就是質量是能量的某種體現。

當然了,我們沒有宇宙那麼大的能耐,可以直接實現能量和質量的相互轉換。人類目前僅僅具備少量規格的質量轉化為能量,而把能量轉化為克級質量,現在我們還根本做不到。