第二百七十二章 狄拉克之海
“不是,你曾經是國際天文大學的研究員啊,你應該知道製造反物質的難度有多大,你怎麼還會提出這麼荒唐的要求呢?”張小宇懷疑禹青是不是睡迷糊了。
禹青知道張小宇會是這種反應,她淡淡地問道:“你知道狄拉克嗎?”
“我倒是聽說過狄拉克之海,但是我對於他的瞭解實在太少。你問我這個人做什麼?”張小宇已經無法跟上禹青的腦回路,只能默默地看著她,等待她的解釋。
“狄拉克在距今約一百年前提出了一個著名的方程,名叫狄拉克方程,狄拉克方程把薛定諤方程相對論化,並用洛倫茲變換對它進行了處理,使得狄拉克方程及滿足於量子力學,又滿足於相對論……”
禹青對張小宇詳細解釋了狄拉克方程,但張小宇卻聽得一臉茫然,完全不知道她想要表達什麼。
禹青也很快意識到了自己剛纔所訴的知識專業性太強,於是她中斷了理論性的表達,換一個方式詢問張小宇:“小宇,你說真空中有什麼呢?”
張小宇微微皺起了眉頭,甚至懷疑禹青是在給自己玩什麼腦筋急轉彎,不過他想了想,又覺得不太像,於是認真回答道:“真空中什麼都沒有,就連空氣也沒有。”
“不對哦,如果真的什麼都沒有,那麼光是怎麼傳播的?”禹青含笑地看著張小宇。
“什麼都沒有難道不是更方便讓光子透過嗎?”張小宇對於禹青的問題感到茫然。
禹青回答道:“我們知道,水波要想傳遞開來,需要以水位介質,而聲音要傳播開,需要有空氣為介質。那麼光要傳播出去,難道不需要介質的幫助嗎?所以真空中也是有一種介質存在的,這種介質名叫以太,包括光波在內的電磁波就是透過以太的振動實現傳遞的。”
“哦,我確實也聽說過以太,慚愧慚愧,倒是把它給忘了。”張小宇點了點頭,又問道:“真空中充滿了以太,這又說明了什麼呢?”
“又錯了哦,以太的假說是不成立的!”禹青由此展開,詳述了伽利略方程和洛倫茲變換,幫助張小宇快速理解。
張小宇聽懂了禹青的講述,他頷首道:“原來狄拉克方程這麼特別啊,它能滿足相對論協變性,但是這個方程又說明了什麼呢?”
禹青開始步入正題:“但是狄拉克方程有一個非常詭異的解,就是可能存在‘負能量’的電子,即電子不光有正能級,還有負能級的存在。我們知道能級存在著基態、第一激發態和第二激發態,但是根據狄拉克方程,它還存在著比基態能量更低的狀態,這就是負能級了。你剛纔提到過狄拉克之海對吧,狄拉克認為,真空可以看做一片填滿了負能量狀態電子的大海,根據泡利不相容原理,每個能級上只能存在一對電子,而這些負能量的電子將所有負能級全都填滿。就如同一片汪洋大海,正能級電子在海面上方無法掉落下去。”
張小宇點頭總結道:“所以說我們現在所處的真空都是狄拉克之海?”
“對,但是處於負能級上的電子並不是不能躍遷到正能級上去,它需要能量!外界的能量越強,從負能級躍遷上來的電子就越多,因為負能級上的電子會吸收電磁波跑到正能級上去。當電子跑到正能級上去,那麼在負能級上留下的,就是所謂的反電子,反電子的質量等於電子質量,它是帶反號的正電荷。你現在明白了嗎?其實在真空中到處都充斥著反物質!”禹青之前的所有解釋就是爲了引出這個觀點。
“可是就算如此,那麼你要如何收集反物質呢?而且你說過,反電子需要強大的能量將正電子激發出去,我們又能從哪裏獲得這麼大的能量呢?”
張小宇的話音剛落,此時突然在獵戶座方向,一道耀眼的光芒驟然大盛,透過飛船的窗戶照射到張小宇的眼睛中,彷彿有人拿著手電筒照射過來,無比刺眼。
“啊,怎麼回事?”張小宇腦海中的第一個念頭就是第九星人開著飛船準備攻擊鳳凰座飛船,嚇得他瞬間六神無主。
禹青在漸漸習慣了這道亮光後,驚喜地望著那顆由紅變藍的參宿四,驚喜地說道:“是參宿四紅巨星爆發了!”