新型反物质燃料火箭飞船可达70%光速

beyes

根据一项最新研究发现，一艘采用正、反物质湮灭反应驱动的超级飞船，其在空间航行的速度可以达到光速的70%。如果乘坐这样一艘飞船，从地球出发前往距离最近的一颗恒星比邻星(即半人马座α，距离4.2光年)将需要6年时间。


但是在你背上行囊准备出发之前还有一个问题需要解决，那就是：反物质的供应还很成问题。有一项估算显示，如果利用目前最强大的欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)，花费1000年也只能获得大约1微克反物质，也就是100万分之一克。


美国肯特州立大学高级研究员张伟明(音译：Wei-Ming Zhang)和西储学院学生罗南·基南(Ronan Keane)抛开这些供应问题，对这样一种新型火箭可以达成的性能进行了计算。至于进行这样一次计算的理由，根据他们在arXiv网站上贴出的论文表示，是基于这样一种能源所具有的潜力：每一公斤常规物质与反物质相遇并发生湮灭反应将释放出9×10[sup]16[/sup]焦耳的能量，这比燃烧化石燃料的效率高出20亿倍，甚至比核裂变反应的效率也要高出1000多倍。


他们进行的这一计算得益于一种软件的协助，计算机软件可以帮助我们更好地理解粒子在大型强子对撞机(LHC)中的行为特点。在对撞机内部，一束质子流和一束反质子流发生迎头相撞。这样一款软件让人们可以设计之前无法设计的更加复杂的引擎设备。


计算的结果非常惊人，这样一款反物质推进火箭将可以达到70%的光速，而先前另一个小组进行的类似计算的结果仅是大约33%光速。这样一款引擎采用借助磁场来改变在湮灭反应中产生的带电粒子的运行轨迹，因此现在面临的关键问题就在于这样一个磁场让这些带电粒子发生偏移的效率有多高。现在既然认为这种引擎是有可能出现的，是时候对其使用的燃料进行考察了。他们提出，一种方案是到外太空去寻找，因为有研究指出地球磁场中已经捕获大量的反物质粒子。


至于之前说到了比邻星之旅，事实上尽管说起来要花费6年时间，但是在这一过程中要考虑另外一个因素：当你的速度开始接近光速时，时间将会减慢，这就是相对论效应。这就意味着，尽管从地球上的钟表计时角度来看这一旅程需要花费大约6年的时间，但是对实际参与执行任务的飞船乘员们来说，他们经历的时间长度仅有大约4.3年左右。