隨著人類文明的逐漸發展,我們發現對於所有的國家和文明來說,“能源”都是重中之重,人類文明的發展史中,科技的發展和對能源的利用有很大的關係,現在的人類文明使用的大部分能源都是太陽能的轉化,煤炭和石油都被視為是另類的太陽能,因為植物從太陽光獲取能量,植物又是生態系統中的生產者,所以植物和生物形成的能源都可以被視為另類的太陽能。
不過,這些能源都是有限的,轉化率也不盡如人意,雖然可以滿足我們日常生活的需要,卻無法滿足人類探索宇宙時的需求,現在人類的航天裝置主要使用的還是各種化學燃料,這些化學燃料需要佔用不小的空間,提供的能量也不夠多,探索地球周圍的行星時還勉強夠用,想要探索太陽系之外的宇宙就明顯捉襟見肘了。
當然,除了這些傳統的能源之外,人類也有更優秀的選擇,比如說越來越被重視的“核能源”,人類現在使用的主要是“核裂變”,這種方式會產生一定的核廢料,能源的轉化比例也不夠高,而“核聚變”就沒有這些問題了,恆星就依靠內部的核聚變釋放能量,可以說核聚變是一種高效且清潔的能源獲取方式。
可惜的是,人類還無法實現可控核聚變,就算是人類實現了可控核聚變,更多改變的也是我們的日常生活,在太空探索領域,可控核聚變提供的幫助並沒有我們想象的那麼大,探索宇宙的時候,最大的問題是“時間”和“距離”,距離太陽系最近的恆星是“比鄰星”,距離大約是4.2光年,人類現在的飛行器想要抵達比鄰星,在不考慮補給和續航的情況下,也需要幾萬年的時間。
人類文明還不到一萬年的時間,科技發展更是隻有幾百年,銀河系中有幾千億顆恆星,我們前往最近的一顆恆星都需要幾萬年的時間,這顯然是不夠的,我們需要更強大的能源,讓航天器實現更高的速度,才能探索更多的宇宙空間。
反物質
比核聚變更強大的能源,不得不提起“反物質”,反物質指的是正常物質的相反狀態,反物質最大的特點就是和正常的物質相遇後,就會相互泯滅釋放出大量的能量,500克反物質泯滅後釋放的能量就可以超過地球上最大的氫彈,人類現在已經成功的製造出了反氫原子,可是無法讓這些反物質原子長時間儲存,並且少數的反氫原子提供的能量很少,幾乎可以忽略。
未來人類或許可以用反物質作為能量,反物質最大的優點就是能量的轉化比例很高,只需要攜帶少量的反物質就可以獲得足夠的能量,藉助反物質或許可以讓飛船實現亞光速飛行。
是否有比反物質更強大更方便的能源呢?還真有,它就是“真空零點能”。
在量子力學中,真空並不是什麼都不存在,在看似平淡的真空中,還存在著一股巨大的“本地能量”,它就是真空零點能,一種在絕對零度時仍然會存在的能量,這也預示著,就算是在絕對零度時,空間仍然保持著活性。
真空零點能的存在可以由不確定性原理推測出來,不確定性原理認為,人類不可能同時以較高的精確度得知一個粒子的位置和動量,一個數據變得精準,會導致另外一個數據變得模糊,絕對零度時,物體的位置和動量就被百分百確定了,這違背了不確定性原理,因此在絕對零度的時候,粒子也會震動,粒子在這個時候震動具有的能量就是真空零點能。
如果人類在未來可以提取真空零點能,它絕對會是最理想的能源,因為真空零點能高效且清潔,我們可以從宇宙的任意一個點去獲取零點能,從某種角度來看,真空零點能是無限的,因為在量子系統中,真空零點能必須存在。
真空零點能就像是宇宙留給人類的“免費午餐”,我們可以從宇宙的任何一個點獲取無比龐大的能量,這種想法類似於曾經的“永動機”,科學家認為人類可以提取真空零點能後,我們的宇宙飛船就不需要為了能源擔憂,可以在宇宙中毫無負擔的航行,不需要任何燃料就可以在宇宙中航行幾百年。
現在真空零點能只是被初步確認存在,是否可以被人類提取出來還是一個問題,不過真空零點能的存在,給了人類文明無限的可能。或許在幾百年後,我們就可以從任何一個點獲取無限的能量也說不定。