1根粉笔蕴含的能量,可以烧开足够全人类喝100年的开水吗?

宇宙探索

1905年,爱因斯坦发表了4篇具有开创性的论文。最后两篇就是后来的狭义相对论,其中第二篇是第一篇的补充,探讨的是质量和能量之间的关系,并且提出了著名的质能方程E=mc^2。

这个方程让我们知道物质是蕴藏着丰富的能量,如果能够让物质实现完全转化,那么物质释放出来的能量就等于质量乘以光速的平方(mc^2,其中光速是3*10^8m/s)。

所以,通过质能方程,我们就会发现,只要一点点的质量,就可以释放出巨大的能量。一直以来,都有个说法:只要一个粉笔头,就有能烧开够地球人100年喝的开水的能量。那这个说法靠谱吗?

物质能完全转化成能量的形式吗?

按照质能方程来看,物质里确实蕴含了大量的能量。可问题是,我们很难把一根粉笔完全转化成对应的能量形式。按照目前的物理学理论,如果要把物质完全转化成能量,就需要让物质和它的反物质发生湮灭,比如:正电子和电子进行湮灭,就可以获得到完全的转化。

可是我们要知道,粉笔是由原子构成的,而原子又是由原子核和核外电子构成的,原子核是由质子和中子构成的,而且构成粉笔的原子数量超级多。而我们在宇宙中能够找到的反物质都是属于少量的反物质粒子。比如:在一些高能的宇宙射线中,找到电子的反物质粒子正电子。

要制造出一个粉笔的反物质是几乎不可能的事情,因此,也就不可能通过湮灭的方式来实现能量的完全转化。

假设我们忽略这些,并且找到了办法,可以制造出粉笔的反物质。那制造出来的这些能量是不是够烧开地球人100年喝的开水的能量?

如果我们按照一根粉笔是2克的重量来算,那么根据质能方程,2克的粉笔完全转化成能量就是1.8*10^14J。

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