在所有這些想到的因素中，最大的挑戰(zhàn)還是集中在“能源”上，它是太空飛行所需一切的最根本保障。人類的常規(guī)能源不能滿足星際航空需求，于是人們想到了反物質(zhì)能源。然而，反物質(zhì)能量的產(chǎn)生、利用和儲(chǔ)存，卻成為一項(xiàng)最大的挑戰(zhàn)。

反物質(zhì)的潛能極大，與同樣密度和數(shù)量的普通光子束流相比，由于正反物質(zhì)湮滅后，全部質(zhì)量都化作能量釋放，這種能源的效率最高，比核電站產(chǎn)出的能量效率高出1000倍，比核聚變能高出300倍，所以反物質(zhì)有“第四代核能”之稱。在恒星際航行中，除了就地吸收來自伽馬射線暴的反物質(zhì)粒子以外，人類也可以制造反物質(zhì)。然而，目前這個(gè)量還太小，用于“百年星艦”計(jì)劃它只能算是個(gè)起步。

“百年星艦”計(jì)劃要解決的難題很多，聽起來實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)計(jì)劃很遙遠(yuǎn)，但百年之計(jì)就始于足下。

轉(zhuǎn)載于《科學(xué)歷2018科學(xué)史上的今天》，科學(xué)π工作室出版。

科學(xué)小講堂

反物質(zhì)動(dòng)力星際飛船（Antimatter Powered Starship）：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)可以提供密度最高的能量源，非常適合于進(jìn)行恒星際航行。該反物質(zhì)反應(yīng)釋放能量是自發(fā)性的，不需要任何復(fù)雜的反應(yīng)堆系統(tǒng)或者笨重的啟動(dòng)程序進(jìn)行誘導(dǎo)反應(yīng)的進(jìn)行。一種反物質(zhì)火箭動(dòng)力系統(tǒng)的可能性技術(shù)涉及到施溫格電子偶產(chǎn)生的量子效應(yīng)，目前我們通過實(shí)驗(yàn)探索到宇宙中所有已知形式的能量，宇宙可被準(zhǔn)確描述為是一種量子場(chǎng)域。每個(gè)真空行為的模式就像一個(gè)簡(jiǎn)諧波振動(dòng)發(fā)生器，簡(jiǎn)諧振動(dòng)的量子機(jī)械屬性是基態(tài)波動(dòng)的展現(xiàn)，作為海森堡不確定性原理的一個(gè)結(jié)果。當(dāng)反物質(zhì)不斷積累到足夠的量時(shí)，宇宙飛船就有了返航時(shí)的燃料供應(yīng)，以滿足回程時(shí)加速段和減速段的動(dòng)力需求，科學(xué)家認(rèn)為這是一種未來用于人類恒星際航行探索的可能方法。

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