反物质有什么作用？

反物质有什么作用？

反物质推进人类不仅可以利用正反物质湮灭产生的光子来作宇宙飞船的动力，而且可以利用它释放出来的巨大能量来推动宇宙飞船。据计算表明，只要用9千克正反氢湮灭产生的能量，来加唯扰热4吨液氢，可把1吨重的宇宙飞船以10%光速的速度送往比邻星。因为正反物质湮灭，能100%地将物质转换成能量，而核裂变只有0．1%，核聚变也只有0．7%。正在研制的由反物质衍生的火箭燃料，冲比可达5～10万秒，这比普通火箭燃料高5～50倍。

美国人罗伯特·佩奇设想了一种反物质推进的星系际飞船，用500万年飞向离银河系最近的仙女座中的大漩涡星系。这需要10万代人的生命延续。为了保证人口质量和文化稳定（最主要的要记住从哪里来，到哪里去），需要几个种族的好几千万人同行，这就是一整个社会。因此，这艘飞船必须能提供几千亿平方米的表面积，供居住、生活和工作。飞船的质量在500亿吨以上，加上几乎同样质量的反物质（如磁悬浮状态下存贮的反铁），总质量在1000亿吨左右。其中人员和几亿吨物质只占1%。建造飞船和合成反物质，需要好几千年的时间。为了避免飞船工作时辐射出来的能量（相当全世界核武器的总能量）伤害人类，飞船应在冥王星以外的轨道上建造与组装。

飞船用所载的反物质和本身的结构材料湮灭的能量启航和加速，同时为生活、交通、工农业、商业和学校等社会功能机构提供能源。在加速500年后，达到0．2%的光速，2万年后达到8．8%的光速，4万年后达到25%的光速，5万年后停止加速时，达到40%的光速，这时飞船90%的质量已转变为能量而消耗掉，而人口则增加到10亿。飞船已飞出了银河系。5万年加速时间似乎很长，但它只是整个航行时间的1%，就像100千米行程的汽车，用1分钟加速到60千米＼小时一样。

在巡航期间，为了使飞船保持足够的热量，同时能容纳足够数量的城镇和电子、通讯、交通等系统，需要花几千年的时间，将飞船改造成卷席形。

在离目的地4万年航程时开始减速，到达目的地后，飞船原始质量的9%又被转换成了能量，人口则增加到50亿。

星际冲压飞船1克加速航行用什么能源产生动力，始终是宇宙航行的主要问题，这既关系到飞船的速度，也关系到飞船的质量。最有利的办法，当然是直接从太空获取瞎掘高性能的能源材料。

氢是宇宙中普通存在的物质。在广阔的宇宙空间，虽然是高度真空，但仍然有氢分子和氢原子存在。在太阳周围的空间比较稀少，每立方厘米只有0．1个氢原子，在星际分子云中多一些，每立方厘米达4万个左右。当然，这比起地球大气来是非常稀薄的，每立方厘米的地球大气含有4万兆个氮和氧分子。

科学家们设想，在已有相当速度的宇宙飞船上，安装一个巨大漏斗形氢采集器，让它在前进过程中，把太空中的氢收集起来，然后让它进行聚变反应，用所产生的能量使飞船加速。1克氢原子聚变可产生6300亿焦耳的能量，是烟煤能量的2000万倍。由于这种飞船与冲压喷气飞机相似，所以称为星际冲压飞船。假如指神旦星际冲压飞船的初速度为16．7千米1钞，为了每秒钟收集到0．5克氢，氢采集器的直径必须在几百千米以上。

从增大速度，赢得时间来说，当然是加速度愈大愈好，但加速度过大，超重会影响人的身心健康。那么，多大的加速度合适呢？

人类长期在地球表面上生活，已习惯于承受地球重力，即1克重力加速度。如果星际冲压飞船以1克加速飞行，人在飞船上生活和工作，既不会有超重，也不会有失重，与在地球表面上一样。

1克加速，速度增加是很快的，2年（地球上3．8年）可达到97%的光速，飞过2．91光年的距离。如果是到11．8光年的天苍五（金鱼座星）去考察，则在飞过航程中点以后，将飞船调转180度，就会以1克减速飞行，最后以较低速度到达，考察1年后以同样的程序返回，来回约七八年（地球上20多年）。如是在宇宙中周游，飞船连续加速，12年飞出银河系；14年飞过仙女座星系；20年飞过100亿光年的距离。如果宇宙是球形的，周长900亿光年，则飞船已经绕了宇宙1／9圈。由于飞船的速度已非常接近光速，速度效应非常显著，只要1～2年的时间就可飞过剩下的8／9圈，而回到地球。当然，地球上已过了900亿年时间。