反物質の探究：将来の星間旅行のための新しいエネルギー

科学者たちは、ビッグバンの後、対称的な二つの翼のように、一つは正の宇宙、もう一つは負の宇宙の二つの宇宙が形成されたと考えています。正物質宇宙は私たちが現在住んでいる宇宙であり、反物質宇宙はまだ発見されていません。現在の人類の技術レベルで測ると、反物質宇宙は目に見えず、触れることのできない世界であると言えます。では反物質は存在するのでしょうか?科学者たちはまだ直接的な証拠を見つけていない。しかし、科学者たちは多くの反粒子を作り出しており、それは間接的に反物質の存在を裏付けているようだ。

脳を燃やす反物質をどう理解すべきでしょうか?鏡を見ているシャオミンを例に挙げてみましょう。もし鏡の中の人物が本当に存在し、シャオミンの前に現れたら、誰もが彼を「反シャオミン」と呼ぶでしょう。科学者によると、反食物、反建物、反星などで完全に構成された魔法の場所があり、反物質の世界と呼ばれています。

ご存知のように、物質の構成は分子、原子、粒子に細分化され、粒子には電子、陽子、中性子などが含まれます。物理学の「等価真空理論」によれば、これらの粒子は反電子、反陽子、反中性子などの反対の特性を持つ反粒子にも対応します。

科学者たちは反粒子に基づいて「反物質」の概念を提唱し、それを反物質宇宙にまで拡張しました。科学者たちは反粒子理論に基づいて電子陽電子衝突型加速器を建設し、反電子を獲得し、すぐに反陽子と反中性子を作り出した。

正と負は反対なので、正の粒子と反粒子が衝突すると、それらは「一緒に消滅」します。この現象は科学者によって「消滅」と呼ばれています。しかし、ビッグバンの後、物質は今も存在していますが、反物質はどこへ行ったのでしょうか?

天文学的観測と科学的計算に基づいて、地球から約 1 億光年以内の空間は正物質で構成されており、反物質は存在しないと考える人もいます。しかし、もしこれが本当なら、反物質が徐々に物質の世界に近づいていくとき、私たちが住む世界は破滅に直面することになるのではないでしょうか？この仮説は、いくつかの SF 作品のアイデアの源にもなっています。

量子力学によれば、エネルギーは保存される。物質はビッグバン後に生成されたので、「同等の」反物質も生成されたはずです。では、宇宙で反物質はどうやって見つかるのでしょうか?

科学者たちは反物質を探すためにさまざまな方法を試みてきたが、少数の反粒子を発見した以外には、あまり成果は得られていない。その理由の一つは、反物質と物質が発する光は同じであるはずなので、スペクトルから反物質を見つけるのが難しいということです。

それでも、反粒子の応用価値は依然として大きい。現在、医療分野で広く利用されている反粒子の原理に基づいた技術として、陽電子断層撮影法があります。他の方法と比較して、医師が患者の微妙な病変をより明確に理解するのに役立ちます。

実際、医療は反物質の応用価値をテストする小さなテストにすぎません。地球上の資源が枯渇しつつある現状に直面して、人類は新たなエネルギー源を緊急に発見する必要があり、科学者は一般的に反物質を支持している。理論的には、反物質に含まれるエネルギーは莫大です。通常、星間ロケットを建造するには、数百トンから数千トンの液体水素と液体酸素の推進剤が必要ですが、代わりに反物質を使用すると、わずか 0.01 グラムで十分です。なぜなら、水素と反水素の混合と消滅のプロセスによって、原子レベルの核エネルギーをはるかに超える驚異的なエネルギーが放出されるからです。

今のところ、科学者は反物質を発見していませんが、反粒子の発見と応用はすでに科学者にインスピレーションを与えています。技術の進歩により、反物質の発見もそう遠くないと信じています。