按照質能方程,一根粉筆釋放的能量,能夠蒸發全部海洋嗎?

天空之城 2020/09/13 檢舉 我要評論

1905年愛因斯坦在他的《論動體的電動力學》發表後沒多久,就接著發表了一篇簡短的論文,討論物體慣性和能量的關係,而這篇簡短的論文提出了後來大名鼎鼎的質能方程——E=mc²

這個方程形式並不複雜,然而卻包含了極為深刻的內涵,簡單來說就是品質和能量實際上是一回事,在數值上,品質一千克的物質相當於光速平方數值的純能量(補充一句,我們在廣義相對論中常說品質的存在導致時空彎曲,但實際上應當是品質與能量導致時空彎曲)。

由於真空光速大約為每秒30萬公里,也就是3*10的八次方米每秒,因此在質能方程中,一點微小的質量與光速平方的乘積都是一個可觀甚至龐大的數值,因此我們常說愛因斯坦的質能方程告訴我們,微小的質量也包含著龐大的能量。一個非常恰當的例子就是人類研製的核武器,比如原子彈、氫彈,巨大的威力正是質能方程的體現。

但這裡所說的龐大也僅僅是相對於人類日常生活而言,雖然質能方程顯示出質量蘊含的能量非常大,但我們不要忘了,方程中的係數畢竟是一個固定值,而非無窮,因此明確的質量對應的能量數值也是固定的,只不過核彈所體現出的破壞已經遠超人類日常想像,因此有不少人甚至輕信一些諸如人類所擁有的核武器足夠將地球摧毀數次的謠言(實際上人類擁有的核武器也只夠摧毀自己而言,對於地球來說,頂多是在身上劃上幾條極其輕微的皮外傷而已)

因此有人就舉例了,問如果一根粉筆釋放出全部能量,是否能將地表上的海洋全部蒸發呢?

這個問題實際上很簡單,只要一些計算即可,而計算結果通俗的說出來就是:一根粉筆按10克算,全部轉化為能量,其數值也僅僅為太陽每秒釋放的能量的4400億分之一,而太陽每秒釋放的總能量足夠將地球上六分之一的海洋全部蒸發殆盡,因此一根粉筆即便全部轉化為能量,也只能將上萬億分之一的海洋蒸發,這點數量,基本可以忽略。

但借由這個問題,我們再多說幾點。實際上,質量全部轉化為能量,除了正反物質湮滅之外,人類還沒有辦法實現,就拿核聚變(氫彈原理)來講,其質能轉化率也不過百分之0.7而已,也就是說即便這根粉筆發生了核聚變反應,那麼它所釋放出的能量將會更少(這裡的更少是相比於太陽每秒釋放的能量,或者是能夠蒸發海洋的能量相比)。

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