時間過得很快,轉眼又是五年過去了。
在這一段時間中,除了文明的常規發展外,諾亞也在進行一個浩大的工程。
那就是,環恒星粒子對撞機的建設。
據飛舞者文明的隱喻,1型文明過渡到2型文明重要標誌,就是實現質量到能量的完全轉換。
而在諾亞的現有理論體係中,想要徹底實現質能守恒定律達成質量到能量的完全轉換,隻有正反物質相撞帶來的雙雙泯滅反應。
諾亞目前的文明程度,已經非常接近1.90型,這是非常靠近1型文明頂點的位置,所以諾亞相信,應該不存在1型文明中自己所不知道的方式,來達成1型到2型的過渡,所以少女並不認為自己的方向是錯誤的。
質量到能量的轉換,一直是以往的人類文明和諾亞潛心專研的領域,這個領域有著太大的價值與潛力,人類首次認知到質能轉換的偉岸力量,就是第二次世界大戰中美利堅合眾國投放在日本廣島和長崎的兩顆原子彈。
第二顆原子彈投放到日本長崎後的第六天,日本接受了波茨坦公告,向全世界無條件投降。
可以說,終結二戰的,就是那兩枚人類初步運用質能轉換原理的原子彈。
原子彈,隻是質能轉換中最基礎也最粗糙的利用,它僅僅是通過中子來撞擊重原子,使其裂變為相對原子質量較小的輕原子,裂變過程損失掉的很小一部分質量,在質能守恒定律的支配下轉換成為了能量。
後期實現聚變放能的氫彈,也僅僅是反了過來,用輕元素聚變為重元素過程損失的質量換來了能量。
劃時代的可控核聚變,也僅僅是這種聚變反應的可控利用而已。
而在宇宙中構成無垠的星海,照亮了無數河係的恒星,內部發生的同樣是聚變反應。
核聚變,就是宇宙中質量轉換為能量的一種自然現象。
但是這種初步的質能轉換方式,質量到能量的轉換效率是極低的,氫彈中發生的聚變反應,轉換效率不到0.7%……
後期的可控核聚變略有提升,但即使是到了諾亞目前的多級重元素聚變,質能轉換效率依舊不到4%……
畢竟你無論怎樣的聚變,它都始終隻是聚變反應,相對原子質量較輕的元素不斷聚變為重元素的過程,它始終會有新誕生的重元素存在,而這一部分重元素,就是未能實現轉換的質量。
就算是宇宙中最劇烈最完全的聚變反應——超新星爆發,質能轉換效率也不會超過5%……
這就是核聚變的極限,單單憑借它,永遠無法支撐起2型文明的能量需求。
而反物質則不同。
反物質,物理學上指反原子核由反質子和反中子組成的帶負電荷的物質。反核子(反質子和反中子)組成反原子核,反原子核和正電子組成反原子,各種反原子組成各種反物質。
反物質是正常物質的反狀態。當正反物質相遇時,雙方就會相互湮滅抵消,反物質與其質量相等的正物質加和總質量徹底歸零,這一部分質量將完全通過質能轉換方程式(e=mc^2)轉換為能量,其轉換效率是——100%。
這種反應在任何狀態下都可以發生,隻要一個反核子和一個正核子相遇,湮滅抵消就會發生。而我們所生活的宇宙範圍,基本上都是由正物質組成,也就是說,隻要有反物質暴露在環境中,不可逆的湮滅就會發生。所以在常規環境中,找不到反物質的存在。
而在粒子對撞實驗中,當對撞粒子能級達到一定程度,可以發生質能轉換過程,會同時有新的正物質與反物質誕生,這兩種物質的誕生總量一定是相等的,反物質會在誕生後的一瞬間和粒子對撞機裏的物質發生泯滅反應,所以很難捕獲保存下來。
在以往文明的曆史中,也研究過反物質的保存方法,通常方法是營造一個不存在任何正物質的真空環境,通過磁場約束保存,但像反質子之類的東西,即使不發生泯滅反應也很快會自行衰變,想要做到長時間的保存在技術和理論上都存在困難。
而人類之所以渴望反物質科技,除了是對於物質能量100%利用的渴望外,更是因為擁有反物質後,任何正物質都可以作為能源,將不再受聚變反應中元素種類的限製,元素周期表上所有的東西都可以和反物質湮滅放出相等質量的能量。
也就是說,擁有反物質後,除了毫無一物的虛空,一切都可以成為能量來源。
這就是2型文明,他們的能量來源,是宇宙中可以觸摸到的一切。
但正因為“一切”都可以作為能量來源,所以正反物質湮滅反應是不可控的,若是沒有一種外力將兩種物質分開,它們就會持續發生猛烈到恐怖的質能轉換反應,就像是宿敵一樣,兩種物質永遠不可能和平相處,隻會在超越超新星爆發的放能過程中同歸於盡。
反物質,可以說就是最完美的核武,但是,它不適合當作能源。
至少以諾亞目前的科技程度,諾亞不知道該怎樣實現輸出功率穩定的可控湮滅反應。
但即使如此,反物質的研究也是必須的,戴森球建造的不可能,讓諾亞必須尋找更高效的獲能方式,而且可能作為1型文明過渡到2型文明的標誌性科技,諾亞也必須盡可能的掌握它。
而回顧文明的曆史,隻有在粒子對撞實驗中出現過反物質,格利澤581星係的環恒星粒子對撞機已經成為了過去,那諾亞就必須在水委一星係中再度建造出粒子對撞機。
而水委一主序星,和格利澤581紅矮星……兩個在體積上真的沒有任何可比性。
諾亞的初步估計,水委一環恒星粒子對撞機的長度,將超過30億公裏,是格利澤581星係的環恒星粒子對撞機的10倍……
其實考慮到材料科技的升級,新型環恒星粒子對撞機將不用再那麽遠離恒星,但水委一真的是一顆非常特殊的恒星,它的自轉速率相當快,快到離心力已經將它的整體形狀拉扯成了橢球,而在恒星赤道上方,一層由恒星物質形成的光環也分散著它的質量。
諾亞在對水委一行星係的考察中,發現水委一恒星自轉過快而拋出的恒星物質光環並不穩定,其中的一部分質量在另一顆星體的作用下離開了恒星的束縛,去到了另一顆星體之上,
那是距離水委一主序星12.3個天文單位外的伴生恒星,它在偷走水委一的質量。
但兩顆星體的質量依舊有著巨大差距,遙遠的距離使質量竊取過程並不高效,按這樣的進度,即使伴星再竊取一萬年,它在水委一麵前依舊是一個小矮子。
雖然質量竊取過程並不影響粒子對撞機的建造,但由於需要遠離水委一的恒星物質光環,這在一定程度上拉長了粒子對撞機的周長,不過在生產力足夠的前提下這並不算壞事,畢竟粒子對撞機,本來就是越巨大越有價值。
但短短五年的時間,僅僅足夠諾亞生產出可以組成粒子對撞機十三分之一的圓弧部件,可光光就是這樣一條圓弧部件,就差不多可以組裝成以前的格利澤581環恒星粒子對撞機了。
對於這樣的結果,少女也隻有感到無奈,一個星係工業生產鏈的生產效率是有極限的,文明的常規發展依舊需要生產力的支持,為了應對可能到來的戰爭,星係艦隊的建造工作也不可能停滯,這是一個需要時間的過程。
不過少女並不感到不值得,建造環水委一粒子對撞機的工作量雖然巨大,但回報也是相當豐厚的,除了粒子對撞機對於基本粒子微觀層麵的研究幫助外,生產反物質的附加效果本身也具有巨大價值,在諾亞對於環水委一粒子對撞機模型的演算中發現,若是對撞機馬力全開全天24小時不間斷運作,反物質的日產量將可以達到以克為單位。
不要以為以克為單位的反物質很稀少,回顧人類的曆史,人類從誕生到滅絕所生產出的全部反物質,也沒有超過十克。
在可控核聚變出現前的21世紀,反物質的產量基本可以忽略不計,因為在那個時代,即使全世界所有的大型強子對撞機不間斷運作1000年,也無法得到半克的反物質,在那個時代中,人們對於反物質的研究,也就僅僅存在於捕捉到幾個反氫原子等微觀層麵的反物質。
把反物質當成能源,是無數人隻敢想想的事情。
但即使反物質的產量得到了“突破性”提高,諾亞也不可能把反物質當作能源,畢竟在粒子對撞實驗中造出的反物質發生泯滅反應所釋放出的能量遠遠小於實驗過程投入的能量,把粒子對撞實驗中獲得的反物質當作能源,就像是用一百萬塊瓦磚換了一塊金磚,結果卻把金磚用在了蓋房子上麵一樣。
諾亞可做不出那麽土豪智障到極點的事。
粒子對撞實驗中獲得的反物質,主要將供應於諾亞的研究,若是反物質儲量有剩餘,諾亞將考慮發展反物質武器。
反物質武器,是對質量武器的一個極端,在反物質武器麵前,一切材料科技都失去了意義,中子星級材料外殼和棉花在反物質麵前沒有任何區別,因為它們都是正物質,都會被反物質所泯滅,在反物質洪流麵前,我們所認知的一切都將不複存在。
不過,想要大規模發展反物質武器,那也是諾亞成功成為2型文明,找到可以低耗高效獲取反物質的方法之後了……畢竟用金磚砸人,砸人者可能比被砸者還要疼……心疼。
這是一個需要時間的過程,不過諾亞也不著急,萬年的時間都走過來,區區幾十年,少女還是等得起的。
而文明的發展總是會有一些小插曲,當諾亞在進行對撞機13分之一圓弧微調的時候,一條信息從20光年外反饋了回來。
那是諾亞的一半的恒星係艦隊,發來了遭遇卡拉文明艦隊的信息。
(未完待續。)
在這一段時間中,除了文明的常規發展外,諾亞也在進行一個浩大的工程。
那就是,環恒星粒子對撞機的建設。
據飛舞者文明的隱喻,1型文明過渡到2型文明重要標誌,就是實現質量到能量的完全轉換。
而在諾亞的現有理論體係中,想要徹底實現質能守恒定律達成質量到能量的完全轉換,隻有正反物質相撞帶來的雙雙泯滅反應。
諾亞目前的文明程度,已經非常接近1.90型,這是非常靠近1型文明頂點的位置,所以諾亞相信,應該不存在1型文明中自己所不知道的方式,來達成1型到2型的過渡,所以少女並不認為自己的方向是錯誤的。
質量到能量的轉換,一直是以往的人類文明和諾亞潛心專研的領域,這個領域有著太大的價值與潛力,人類首次認知到質能轉換的偉岸力量,就是第二次世界大戰中美利堅合眾國投放在日本廣島和長崎的兩顆原子彈。
第二顆原子彈投放到日本長崎後的第六天,日本接受了波茨坦公告,向全世界無條件投降。
可以說,終結二戰的,就是那兩枚人類初步運用質能轉換原理的原子彈。
原子彈,隻是質能轉換中最基礎也最粗糙的利用,它僅僅是通過中子來撞擊重原子,使其裂變為相對原子質量較小的輕原子,裂變過程損失掉的很小一部分質量,在質能守恒定律的支配下轉換成為了能量。
後期實現聚變放能的氫彈,也僅僅是反了過來,用輕元素聚變為重元素過程損失的質量換來了能量。
劃時代的可控核聚變,也僅僅是這種聚變反應的可控利用而已。
而在宇宙中構成無垠的星海,照亮了無數河係的恒星,內部發生的同樣是聚變反應。
核聚變,就是宇宙中質量轉換為能量的一種自然現象。
但是這種初步的質能轉換方式,質量到能量的轉換效率是極低的,氫彈中發生的聚變反應,轉換效率不到0.7%……
後期的可控核聚變略有提升,但即使是到了諾亞目前的多級重元素聚變,質能轉換效率依舊不到4%……
畢竟你無論怎樣的聚變,它都始終隻是聚變反應,相對原子質量較輕的元素不斷聚變為重元素的過程,它始終會有新誕生的重元素存在,而這一部分重元素,就是未能實現轉換的質量。
就算是宇宙中最劇烈最完全的聚變反應——超新星爆發,質能轉換效率也不會超過5%……
這就是核聚變的極限,單單憑借它,永遠無法支撐起2型文明的能量需求。
而反物質則不同。
反物質,物理學上指反原子核由反質子和反中子組成的帶負電荷的物質。反核子(反質子和反中子)組成反原子核,反原子核和正電子組成反原子,各種反原子組成各種反物質。
反物質是正常物質的反狀態。當正反物質相遇時,雙方就會相互湮滅抵消,反物質與其質量相等的正物質加和總質量徹底歸零,這一部分質量將完全通過質能轉換方程式(e=mc^2)轉換為能量,其轉換效率是——100%。
這種反應在任何狀態下都可以發生,隻要一個反核子和一個正核子相遇,湮滅抵消就會發生。而我們所生活的宇宙範圍,基本上都是由正物質組成,也就是說,隻要有反物質暴露在環境中,不可逆的湮滅就會發生。所以在常規環境中,找不到反物質的存在。
而在粒子對撞實驗中,當對撞粒子能級達到一定程度,可以發生質能轉換過程,會同時有新的正物質與反物質誕生,這兩種物質的誕生總量一定是相等的,反物質會在誕生後的一瞬間和粒子對撞機裏的物質發生泯滅反應,所以很難捕獲保存下來。
在以往文明的曆史中,也研究過反物質的保存方法,通常方法是營造一個不存在任何正物質的真空環境,通過磁場約束保存,但像反質子之類的東西,即使不發生泯滅反應也很快會自行衰變,想要做到長時間的保存在技術和理論上都存在困難。
而人類之所以渴望反物質科技,除了是對於物質能量100%利用的渴望外,更是因為擁有反物質後,任何正物質都可以作為能源,將不再受聚變反應中元素種類的限製,元素周期表上所有的東西都可以和反物質湮滅放出相等質量的能量。
也就是說,擁有反物質後,除了毫無一物的虛空,一切都可以成為能量來源。
這就是2型文明,他們的能量來源,是宇宙中可以觸摸到的一切。
但正因為“一切”都可以作為能量來源,所以正反物質湮滅反應是不可控的,若是沒有一種外力將兩種物質分開,它們就會持續發生猛烈到恐怖的質能轉換反應,就像是宿敵一樣,兩種物質永遠不可能和平相處,隻會在超越超新星爆發的放能過程中同歸於盡。
反物質,可以說就是最完美的核武,但是,它不適合當作能源。
至少以諾亞目前的科技程度,諾亞不知道該怎樣實現輸出功率穩定的可控湮滅反應。
但即使如此,反物質的研究也是必須的,戴森球建造的不可能,讓諾亞必須尋找更高效的獲能方式,而且可能作為1型文明過渡到2型文明的標誌性科技,諾亞也必須盡可能的掌握它。
而回顧文明的曆史,隻有在粒子對撞實驗中出現過反物質,格利澤581星係的環恒星粒子對撞機已經成為了過去,那諾亞就必須在水委一星係中再度建造出粒子對撞機。
而水委一主序星,和格利澤581紅矮星……兩個在體積上真的沒有任何可比性。
諾亞的初步估計,水委一環恒星粒子對撞機的長度,將超過30億公裏,是格利澤581星係的環恒星粒子對撞機的10倍……
其實考慮到材料科技的升級,新型環恒星粒子對撞機將不用再那麽遠離恒星,但水委一真的是一顆非常特殊的恒星,它的自轉速率相當快,快到離心力已經將它的整體形狀拉扯成了橢球,而在恒星赤道上方,一層由恒星物質形成的光環也分散著它的質量。
諾亞在對水委一行星係的考察中,發現水委一恒星自轉過快而拋出的恒星物質光環並不穩定,其中的一部分質量在另一顆星體的作用下離開了恒星的束縛,去到了另一顆星體之上,
那是距離水委一主序星12.3個天文單位外的伴生恒星,它在偷走水委一的質量。
但兩顆星體的質量依舊有著巨大差距,遙遠的距離使質量竊取過程並不高效,按這樣的進度,即使伴星再竊取一萬年,它在水委一麵前依舊是一個小矮子。
雖然質量竊取過程並不影響粒子對撞機的建造,但由於需要遠離水委一的恒星物質光環,這在一定程度上拉長了粒子對撞機的周長,不過在生產力足夠的前提下這並不算壞事,畢竟粒子對撞機,本來就是越巨大越有價值。
但短短五年的時間,僅僅足夠諾亞生產出可以組成粒子對撞機十三分之一的圓弧部件,可光光就是這樣一條圓弧部件,就差不多可以組裝成以前的格利澤581環恒星粒子對撞機了。
對於這樣的結果,少女也隻有感到無奈,一個星係工業生產鏈的生產效率是有極限的,文明的常規發展依舊需要生產力的支持,為了應對可能到來的戰爭,星係艦隊的建造工作也不可能停滯,這是一個需要時間的過程。
不過少女並不感到不值得,建造環水委一粒子對撞機的工作量雖然巨大,但回報也是相當豐厚的,除了粒子對撞機對於基本粒子微觀層麵的研究幫助外,生產反物質的附加效果本身也具有巨大價值,在諾亞對於環水委一粒子對撞機模型的演算中發現,若是對撞機馬力全開全天24小時不間斷運作,反物質的日產量將可以達到以克為單位。
不要以為以克為單位的反物質很稀少,回顧人類的曆史,人類從誕生到滅絕所生產出的全部反物質,也沒有超過十克。
在可控核聚變出現前的21世紀,反物質的產量基本可以忽略不計,因為在那個時代,即使全世界所有的大型強子對撞機不間斷運作1000年,也無法得到半克的反物質,在那個時代中,人們對於反物質的研究,也就僅僅存在於捕捉到幾個反氫原子等微觀層麵的反物質。
把反物質當成能源,是無數人隻敢想想的事情。
但即使反物質的產量得到了“突破性”提高,諾亞也不可能把反物質當作能源,畢竟在粒子對撞實驗中造出的反物質發生泯滅反應所釋放出的能量遠遠小於實驗過程投入的能量,把粒子對撞實驗中獲得的反物質當作能源,就像是用一百萬塊瓦磚換了一塊金磚,結果卻把金磚用在了蓋房子上麵一樣。
諾亞可做不出那麽土豪智障到極點的事。
粒子對撞實驗中獲得的反物質,主要將供應於諾亞的研究,若是反物質儲量有剩餘,諾亞將考慮發展反物質武器。
反物質武器,是對質量武器的一個極端,在反物質武器麵前,一切材料科技都失去了意義,中子星級材料外殼和棉花在反物質麵前沒有任何區別,因為它們都是正物質,都會被反物質所泯滅,在反物質洪流麵前,我們所認知的一切都將不複存在。
不過,想要大規模發展反物質武器,那也是諾亞成功成為2型文明,找到可以低耗高效獲取反物質的方法之後了……畢竟用金磚砸人,砸人者可能比被砸者還要疼……心疼。
這是一個需要時間的過程,不過諾亞也不著急,萬年的時間都走過來,區區幾十年,少女還是等得起的。
而文明的發展總是會有一些小插曲,當諾亞在進行對撞機13分之一圓弧微調的時候,一條信息從20光年外反饋了回來。
那是諾亞的一半的恒星係艦隊,發來了遭遇卡拉文明艦隊的信息。
(未完待續。)