科幻作品中常提到反物质作为一种强大的能源，我们是否有可能在未来真实的能源研究中利用反物质

宇宙的完美能源，核聚变在它面前就是渣渣，它究竟有多可怕？这么说吧，任意半吨物质和半吨反物质相遇之后，它们就会“湮灭”，之后它会释放出能量，这种能量有多惊人？它大约是燃烧1吨煤释出的能量的30亿倍。最重要的是，“湮灭”后，它不会留下残渣或是任何有害气体。科学家们还计算出，10毫克的反质子，大概只有1粒盐那么大，即便如此，它也能产生相当于200吨化学液体燃料的推进能量。你知道吗？这些能量，足以将巨型航天器送入太空。届时，强烈的伽马射线，也就是光子流会迸发出巨大的反作用力，推动飞船前进，从而实现星际航行。

那么，反物质又是如何被发现的？1989年，英国科学家，在脑海中，想象着另外一个相反的世界。这种疯狂的行为，主要是因为他意识到，既然物质是由带正负两类电荷组成，那么物质也该是这样，他甚至相信，宇宙里，可能存在由反物质组成的恒星和星云。无奈的是，他并没有找到能够支撑这些言论的科学论证，所以也就没有什么人将这些说法当回事。直到20世纪30年代，狄拉克站了出来，他对反物质的存在给出了一套严格的理论论证。在那之后，科学家们用了近30年左右找到了反电子、反质子和反中子。1995年，人类还成功制作出了反氢原子。也让人们见识到，原来，物质和反物质结合时，它们会发生百分之百的物质到能量的转换，它释放的高能光子，就是科学家们所说的伽马射线。相比之下，氢弹的能量转换率仅为0.7%。有研究数据表明，反物质能源和核聚变能源相比，反物质能源的效率足足是核聚变能源的140多倍。这么看来，在反物质面前，它的确什么也不是。

至此，人们可以肯定，宇宙中存在一个反物质世界，从理论上来看没什么问题，只是事实并没有你想的那么简单。比方说，自然的反粒子和反物质，它们不存在于地球上，科学家们经研究发现，核反应产生的那些反粒子，会被大量正常粒子包围，这使得它们没多久就会和相应的正常粒子结合，导致反粒子消失了，届时，它已经变成了高能量的光子辐射。只是，人们至今也没有发现这种光子辐射。

科学家们给出的答案是，这是因为地球上普通物质无处不在，反物质一旦遇到它们就会湮灭。因此人们很难找到反物质，不过，科学家们惊奇地发现，反物质仍然能以自然形态，在地球以外的宇宙中存在，尴尬的是，反物质发出的光和物质发出的光相同，这意味着人们没有办法从恒星发出的光来判断它是否是反物质。不过从这个结果来看，人们完全可以推断，宇宙中可能潜伏着由反物质构成的恒星。

近年来，科学家们发现认为反物质可能在宇宙大爆炸的时候就产生了。
世界上的事物有正就有反，反物质1千克产生的能量是核聚变能量的50倍左右，也就是说人类仅仅需要10克的反物质就能够产生从地球到火星的动力能源，所以随着科学进步，改变人类的能源结构也不是完全异想天开。

下面就是反物质的作用。当我们梦想星际飞行的时候，我们就需要有一个完美的能量来源。如果在飞船上带上10万吨的燃料，其中5万吨的氢气和5万吨反氢气，我们就能将所有的质量转化为能量，10万吨的能源，没有任何一点浪费。这就是在未来反物质能给人类带来的希望。

或许有这个可能，但是这样的成果对于未来的生活是非常不利的，所以尽量还是不要。

当我们梦想星际飞行的时候，我们就需要有一个完美的能量来源。而反物质就具备这样的功能作用。

目前最高效的三种能源，榜首仅需要1克作为能源，就可以将火箭送上月球？
一.核裂变
核裂变是指由较重的原子核（一般指铀核或钚核）分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。原子弹或核能发电厂的能量来源就是核裂变。而其中铀裂变在核电厂最常见，而钚裂变释放的能量一般作为宇宙空间探测器的能源来源，采用钚电池（核动力电池）供能，如旅行者1号。

1克铀-235的全部裂变将释放的能量与燃烧大约2吨煤所释放的能量相同。核裂变的质量亏损大概在0.1%左右（而甲烷分子形成过程中质量亏损仅仅为0.000031%），即裂变后亏损的质量全部转化为能量，根据爱因斯坦的质能方程E=mc^2就可以算出亏损的质量对应所释放能量的大小。

二.核聚变
如今，我们仍然没有找到能有效的实现可控核聚变的方法（不可控核聚变应用于氢弹，也叫热核武器）。核聚变，又称聚变反应或热核反应。是指由质量较小的原子，主要指氘，在超高温和高压（上亿度高温），在极高的温度和压力下，核外电子会摆脱原子核的束缚，使两个原子核克服库仑力（使两个原子核相互靠近到强相互作用范围），进而碰撞到一起，生成质量更重的原子核，例如氦。核聚变过程中会有巨大的能量释放，核聚变反应的质量亏损大约为0.7%。

科学家正在努力研究可控核聚变，核聚变即将成为未来的能量来源。海水中含有的核聚变所需的原料非常丰富，海水中每600个氢原子中就有一个氘原子,海水中氘的总量约40万亿吨，每升海水中所含的氘完全聚变所释放的能量相当于300升汽油完全燃料所释放的能量。按目前世界消耗的能量计算,海水中氘的聚变能可用几百亿年，可以说是用之不尽，取之不竭。

三.反物质
要聊反物质，首先知道反粒子概念。狄拉克第一次从理论上预言了反粒子的存在；

1932年卡尔·安德森发现正电子的存在；

1955年张伯莱发现了反质子；1956年又发现了反中子。现在基本可以确定每一种基本的粒子都有与之对应的反粒子。电子对应的反粒子为正电子，它们的质量和带电荷量相同，但电性相反；质子的反粒子是反质子，它们的质量和带电荷量相同，但电性相反……

我们周围的一切物质都是“普通物质”，即正物质，与之对应的即为反物质。正物质由电子（带负电）和带正电的原子核组成；反物质由正电子（带正电）和带负电的原子核组成（反中子与中子磁性相反，其它性质相同）。反物质中的原子核之所以带负电是因为组成原子核的“质子”是反质子（也称负质子），它与质子的电性相反。

反物质是正常物质的反状态。理论上所有的物质都有对应的反物质（科学家已经可以制造反氢子）。当正反物质相遇时，双方就会相互湮灭抵消（即正反物质的质量全部转化为能量），根据质能方程E=mc^2可知，一克反物质与一克正物质发生湮灭所释放的能量大的惊人（大约为1.8 10^14焦耳，相当于21608吨TNT当量，投放在日本广岛的原子弹当量仅为15000吨tnt当量）。
反物质发生湮灭时的质能转换为百分之百，这是人类的终极能源。可是制造反物质的成本非常高昂（据说制造一克反物质的成本大概需要62.5万亿美元），且反物质极难保存，因为它会被周围正物质兼并。现在讨论反物质作为能源就是天方夜谭。

回到正题，1克反物质湮灭所释放的能量是否可以把火箭送上月球呢？ 以世界上运载能力最强的火箭美国土星5号为例。

土星5号自1967年首飞至今仍然保持着最大运载能力火箭的世界纪录，也是同时期美国第二强火箭土星1号B和苏联同时期最强火箭质子-K运载能力的7倍，也是21世纪最强火箭重型猎鹰的2倍运力（来自维基百科）。同时它也是人类 历史 上使用过的自重最大的运载火箭，火箭整体高达110.6米，起飞重量3038500kg，总推力达3408000kg，近地轨道运载能力118000kg，月球轨道运载能力45000kg。

所以，发射土星五号探月工程火箭总共消耗了多少燃料呢？很遗憾我没有查到具体的数据。但是我查到了每一级火箭无燃料质量和满载燃料质量的数据，它们两者之间的差值就是推进剂的质量。再根据不同燃料类型反应的化学方程式和燃烧热值，就可以粗略计算出所有火箭燃料释放的能量（计算过程和方法不一定准确，仅供参考）。

土星五号火箭有三级结构。
第一级，无燃料质量为131吨，满载燃料质量为2300吨，做差得到推进剂的质量为2169吨，推进剂为煤油/液氧；
（由煤油燃烧的化学方程式计算得到第一级推进剂中煤油的质量大概为m1=560吨，此数值不一定准确。）

第二级，无燃料质量为36吨，满载燃料质量为480吨，做差得到推进剂的质量为444吨，推进剂为液氢/液氧；
（由氢气燃烧的化学方程式计算得到第二级推进剂中液态氢质量大概为m2=49.33吨，此数值是根据理论上氢与氧化学反应方程式配比2：1计算得到，不一定准确。）

第三级，无燃料质量为10吨，满载燃料质量为128.8吨，做差得推进剂质量为118.8吨，推进剂为液氢/液氧；
（同理计算得到第三级推进剂中液态氢的质量大概为m3=13.2吨，此数值不一定准确）

注：[煤油没有固定的化学方程式，这里用一般式代替：2CmHn+[(4m+n)/2]O2=2mCO2+nH2O
不同类别的煤油的热值不尽相同，这里取q1=4.6 10^7J/kg（一千克煤油完全燃烧释放46000000焦耳的能量）。
对于液态氢，就取氢气的热值，取q2=1.42 10^8J/kg，氢气与氧气燃烧的化学方程式为：2H2+O2=2H2O]
所以第一级火箭中燃料（煤油）燃烧释放的能量E1=m1 q1=560 10^3 4.6 10^7=2.58 10^13J。
第二、三级火箭中燃料（液氢）燃烧释放的能量E23=（m2+m3） q2=（49.33+13.2） 10^3 1.42 10^8=8.8 10^12J。
所有燃烧释放的总能量E=E1+E23=2.58 10^13+8.8 10^12=3.46 10^13J
计算得到的火箭燃料释放的总能量E带入质能方程E=mc^2，其中c为光速（c=299792458m/s）。算得m=E/c^2=3.46 10^13/（3 10^8）^2=0.00038kg。即0.38克。所以，仅仅需要0.19克反物质和0.19克正物质发生湮灭所产生的能量理论上可以把土星五号送上月球。

以上所涉及的所有计算如有不当之处请读者多多谅解并及时指正，可以在评论区给我留言，我们一起探讨吧。

电影里面的星际非常看上去有些不切实际，但是不得不承认，我们现在离实现已经不远了。偷偷告诉你一个秘密，想看一些星际大片，可以不用在某讯或者是爱某艺充值vip进行观看了，只需要你关注公众号：八点半故事，输入关键词，就能马上看到，而且所有你想看的vip电影都能看到。动动手指，30秒就能看哦！

预想的星际飞船

伊卡洛斯和其他组织坚信，人类可以在未来百年内建造出一艘“世界舰”，搭载一众乘客前往太阳系之外的星系旅行，并且平安归来。因此，泊瑟芬计划十分必要。该项目负责人、格林威治大学建筑和设计高级讲师阿姆斯特朗表示：“泊瑟芬计划涉及世界舰（worldship）内部生态环境。我们要做的不只是从地球带够物资出行，而是要设计一个闭环生态系统。”

阿姆斯特朗非常确定人类可以在未来百年内打造出星际飞船，而她的团队研究认为，这艘飞船必须像一个迷你版的地球。土壤、天气系统以及其他影响人类生存的因素都需要考虑在内。

研究中还提到：“与其预想建设这样一个系统需要哪些东西，不如反其道而行之，泊瑟芬计划使用自底向上的方法建立了一个生存环境。通过认识那些可能会自发形成生态系统并确定物质流向的基本物理和化学反应，为创造生长或分解等自然活动就具备了可行性。人类借此就可以繁衍生息。”

我们先来看看科幻中的星际飞船长什么样。

星际争霸2中星灵（古老的外星种族， 科技 比人类先进）的“亚顿之矛”，全长74㎞，动力来源于“太阳能碎片反应炉”，即一颗小型人造太阳。

《2001太空漫游》中，人类实现地球到土星的航行，靠的是巨大的核动力飞船。

《三体》中人类实现由地球到太阳系外的航行，也是靠核聚变动力的飞船。

比较特殊的是《流浪地球》（小说改编的电影即将上映），人类出现了飞船派与地球派之争：是建造巨大的飞船逃离太阳系，还是将地球改造为宇宙飞船逃离太阳系？

最终地球派获胜，地球被安装上一万多台以岩石为燃料的行星发动机，作为逃离太阳系的动力来源。（不知道有没有一个太空军军官暗杀了支持飞船派的科学家）

说了这么多，问题的核心就一个：能源。

用什么作为星际飞船发动机的能源？

答：核聚变

那么，人类现在对核能的利用水平如何？现在的宇宙飞船使用什么作为能源？

我们都知道，核能最初的应用是战争。1945年，原子弹被投放到日本，结束了第二次世界大战。

原子弹的原理是不可控的核裂变。之后发展出了可控核裂变的核能发电技术和不可控核聚变的氢弹技术。

核裂变的原料通常是铀235，运用链式反应释放原子核中的能量——也就是核能，用来烧开水，推动发电机运转，将核能转化为电能。

核聚变则是使用氘和氚（俗称重氢和超重氢）作为原料的核反应，其产物是无毒无害的惰性气体氦气。

那么，为什么星际航行不考虑用核裂变作为动力呢？因为核裂变的原料铀235本身数量稀少，难以获得。而核聚变的原料：氢的同位素氘和氚在地球上的水中数量巨大，成本低廉。宇宙中的行星上也含有大量的水（如火星上有冰川，木卫二上有液态水），恒星中更不缺乏核反应的原料。核聚变的产物是氦气，无毒无害，可以二次利用。可以说，不论是地球上还是宇宙中，核聚变的原料都取之不尽用之不竭。

总结：目前人类要实现星际航行，较为可靠的动力来源是可控核聚变。

那么，在20世纪和21世纪初，人类的航天器是以什么为动力的呢？

阿波罗13号，以氧气电池为动力。

中国的神舟飞船，以太阳能为动力。

现实与科幻小说中星际飞船最本质的区别，是目前仍在采用工质推进，靠电能喷射飞船携带的推进剂，而核聚变动力的飞船可以实现无工质推进。

工质推进就意味着，一旦推进剂耗尽，就GG了。

那么，人类离可控核聚变还有多远？

目前看来，对可控核聚变这一全新能源的 探索 ，中国和美国走在世界前列，中国的科研团队又首推中科大。

据报道，2021年，中科大的托卡马克装置（即“人造太阳”）实现了上百秒的隐态高约束运行模式，十年之内，或将实用化。

《太阳的距离》的世界，就要到来了。

最先实现可控核聚变的，将会是中国和美国，解决了动力来源问题，在外部竞争对手的刺激下，一代人的时间里建造出星际飞船，或许不是梦。

既然是星际飞船，那就相当于一个人造的生存环境，每一次星际飞行，时间不会太短，那么船员的生活与起居需要准备妥帖，不仅如此，船员的心理状态也是非常重要的。在茫茫的太空，远离家乡，没有支援，一切靠自己，前路尽是未知，所以星际飞船内部环境必然要比地面环境要优越很多才行，这样才能缓解船员的糟糕心情。

内部的设计：

空间要足够大，里面建设人工的花园，种植鲜花、树木，这些都是必须的，有条件的，还可以在飞船里制造假山、溪流，极力的营造田园式风光，可以极大的缓解船员本身长期飞行焦虑的心情。

此外，飞船的动力推进用什么？

常规的核裂变、核聚变，效率很低，不适宜长距离星际飞行，报以希望的可能是反物质推进，虽然现在的研究还没有任何眉目，但反物质人类确确实实可以制造出来，再来几个 科技 大爆炸或许可以应用到推进中来。

对于宇宙来说，星体之间、星系之间的距离动辄数百、数千、数万、亿万光年，亚光速飞船只适用于邻近的恒星系飞行，达不到 探索 宇宙的更高目的，但超光速飞船现在处在幻想中，不知道得需要多少个 科技 大爆炸。

至于人类何时能够造出来，谁都给不了答案，就连100年后物理学、材料学、生物学、化学会发展到什么层次都不清楚，哪会有人可以知道500年后会发生什么呢？

对此你们有什么看法呢？欢迎在下方留言探讨。我是科幻船坞，感谢大家的阅读与关注

按照现在的科学发展速度，至少要上千年，而且是没有外星文明的帮助下。你看看火箭的发展水平就知道了，从上世纪六十年代到现在，也只能到了火星，而且目前还没有任何人登陆过火星。如果人类想踏足银河系以外，上千年是需要的。除了技术的进步，建造那样的飞船的成本跟建造两三座城市差不多，而且还不能完全保障可以投入使用。当然，知道前行的道路艰难，但是人类都会一直 探索 。古人类面对的难题和需要思考才能理解的知识，并且很有耐心地记录下来，如年历，草药，通过年复一年的积累和传承，才成为了现在科学发展的基础。

人类的科学，永远造不出如人类科幻构想的所谓星际飞船。人类在近代貌似“突兀”产生的科学幻想，进而有所“兑现”的史实，其实只是“鬼使神差”，让人相对有限“预言”的造化兑现。并非是人类所有的所谓科学幻想，都必然是人类一定能实现的梦想。有些所谓的科学幻想，其实只是隐晦说明人类行将“踏上”灵魂回归宇宙自然之旅的天昭。比如，人类对宇宙太空表现出专注的神往，人类对宇宙恍如梦幻之旅“遨游太空”的祈盼，人类对移居外星球的科学诱惑宣传，全都是人类时代行将终结，人类灵魂因此可以最终彻底回归宇宙自然的隐喻昭彰。这个最终的事实，当下人类很快就会因眼前发生的一切而彻底证实。

什么时候造飞船已经像现在造车一样简单的时候。巨大的投入必须有足够的价值，当前的需要克服的

第一是经济，以目前的经济实力，建造一艘战舰，甚至可能会让人类 社会 经历倒退几十年，甚至上百年都有可能。

第二是技术：比如可控核聚变所需要的材料无法人工制造，所以没有材料的加工技术，人类寸步难行

依照现在 科技 发展的速度应该再过几十年就能够实现，当然我说的是最差的那种星际飞船，要想达到那种装几万人，有生态系统，有能量护盾，各种攻击系统，能够长时间航行的飞船那估计还有等到下个世纪，或者下下个世纪。

那种可以穿行虫洞的就不知道要多久了。

以上只是我的拙见，有不同意见的朋友，可以留言评论。

照现在登月都这么困难的状况，要造出星际飞船除非动力方式发生质的飞跃　，不然到染污严重到不适合人类生存时都无法飞出太阳系。星际飞船，不只是飞船，上面涉及的物理、化学、生物、医疗、环境循环等要素太多，哪怕一个不达标飞船都无法起飞。　要载人飞出太阳系并且有平安飞回的能力，激进一些也得二百多年。

已经完全实现！好莱坞很多科幻电影一般都是根据真实发生的背景来创作，多数人觉得恰恰相反是先天马行空地想象创作剧本然后再一步一步通过现实 科技 来实现！这样做的目的是让公众觉得这些 科技 只是 娱乐 ，只是电影情节的想法植入在潜意识里，从而去否认，就算得知了某些信息也会不假思索地否定！因为这些超级 科技 公布的话就是一连串的多米诺塔牌倒塌一般摧毁目前一切旧有控制体系的钥匙，这是利益集团不愿看到的

我不明白为什么外星的飞船也是金属的，也会有灯，也会用点火喷气的运行方式。我觉得那些都是地球人的，只不过是试验品。反正又还没成功，偶然飞一下试试，好使的就成品，批量。不好的就再改改。我不信外星人跟我们一样的思维方式，跟我们用的是一样的资源，也要挖矿冶金烧燃料。