造价数百亿美元 体积巨大的粒子对撞机 到底有啥用

2025-02-18 09:18:12阅读量:17 字体:

科学的探索道路离不开数据的支持,而获取数据需要特定的设备。天文学需要望远镜,高能物理需要强大的对撞机。在21世纪,特别是基础科学,已经远非牛顿时代依靠简陋装置推断定理的模式。在实验物理学的最前沿,一系列耗资数十亿甚至上百亿美元的大科学设备正快速运转,验证着理论,揭示着规律。让我们一同盘点一下物理学领域中最昂贵的设备,看看这些耗资巨大的科学工具在过去几十年里都取得了哪些成果。

造价数百亿美元  体积巨大的粒子对撞机  到底有啥用

一、粒子加速器

位于日内瓦与法国接壤的地区,世界上最大的粒子物理实验室,名为LHC。其实验设备位于地下100米深的环形隧道中,总长达17英里,直径为3米。这个巨大的装置将粒子加速到接近光速的水平,并让它们发生相撞。

LHC于1994年获得批准建造,当初的预算是26亿瑞郎。然而,到2008年首次建成并启动测试时,整个项目的花费已经超过了80亿美元,而且在建设过程中还造成了人员伤亡。

尽管在发现上帝粒子后,LHC的能量强度已不足以验证更先进的物理学理论,这个80亿美元的大科学设备已经逐渐被淘汰。物理学家们构想了一个新的超级加速器来取代它,这个名为FCC的新型加速器在2020年6月被欧洲核子研究中心正式通过,预计其周长将达到100公里。至于花费,物理学家们保守估计在210亿欧元左右,如果一切顺利,最后的超支应该控制在三倍以内,即630亿欧元左右。

计划中,这座能量超过LHC加速器10倍的超级加速器落成后,将提供无与伦比的超高能对撞实验,尽可能模拟宇宙大爆炸的物理过程,并且还能发现许多新的粒子和新的宇宙规律,帮助人类更深刻地理解这个世界。


二、国际空间站

相较于FCC,粒子加速器的资金筹备要等到2038年才能完成。但在近地轨道上,国际空间站已经实实在在花了1600亿美元。

国际空间站是由美国、俄罗斯、11个欧洲航天局成员国以及日本、加拿大、巴西等16个国家联合研发的人类在太空中最大的单体设施之一。从一开始就是一个资金需求庞大的项目,美国承担了大部分费用,总计约1300亿美元,俄罗斯分担了120亿美元,欧洲航天局、日本和加拿大则共同承担了120亿美元。

然而,这只是前期建造费用。国际空间站升空后,每年的维护费用达到了40亿美元。因此,这个项目确实被形容为“烧钱”。

三、韦伯望远镜

最近刚刚发射的韦伯望远镜同样是一个昂贵的项目。这座位于太空中的望远镜,经历了15年的延期,成本在发射时终于突破了100亿美元。考虑到它的工作地点位于距离地球150万公里的地球背面,一旦出现故障,修复难度将非常大。总的来说,这是一个花费巨大的项目。


随着科学技术的不断发展,基础科学所需设备的成本将会不断增加。因为人类的科学目标正在向最大的宇宙和最小的量子领域发展。为了了解这些领域,需要使用目前最先进的技术制造出最精密的仪器,并将它们置于最特殊的环境中进行观测。

在可预见的未来,我们可能会看到绕地球赤道一周的超级加速器,甚至在太空中绕太阳一周的恒星级对撞机,就像科幻小说《三体》中的环日加速器一样。

除了对撞机,未来可能会有超级空间站,以及我国目前正在研制的千米级别太空平台和月球基地。它们都属于基础科学研究设施,其造价肯定也会非常高。然而,这些投资都是值得的。因为没有对科学的投入,就得不到科学的回报。

推荐阅读

  • 生肖蛇不能和哪些属相结婚(鼠)

    生肖蛇不能和哪些属相结婚(鼠)

    属鼠、属马、属猴、属猪。生肖蛇在传统占星术中被认为与这些生肖结合时会引发纷争和磨难,甚至被称为四不合”的伴侣。1、属鼠:勾心斗角,难以和谐生肖蛇和属鼠的结合往往充满了勾心斗角和矛盾。蛇通常...

    阅读: 852

  • 越老越幸运的五大生肖是什么(龙)

    越老越幸运的五大生肖是什么(龙)

    生肖龙、生肖马、生肖猴、生肖蛇、生肖羊。随着岁月的积淀,人们对晚年的时光更加珍惜。然而,在十二生肖中,这五个生肖被认为是越老越幸运、晚年福气满堂的代表。1. 生肖龙龙,被誉为"祥瑞宝典&qu...

    阅读: 474

  • 陶谦为什么要把徐州让给刘备(对自身和家族的考量)

    陶谦为什么要把徐州让给刘备(对自身和家族的考量)

    陶谦将徐州让给刘备的决定,既是基于对自身和家族的考量,也是基于对刘备的信任和对徐州百姓的责任。在东汉末年的乱世中,各地群雄并起,争夺领土势如水火。在这混乱的时代,如何保全自身和家族,成为地方官员们考虑...

    阅读: 1767

  • 荆轲刺秦王失败的原因是什么(过高估计自身的能力)

    荆轲刺秦王失败的原因是什么(过高估计自身的能力)

    荆轲刺秦王的失败在于过高估计自身的能力又低估了秦王的能力。公元前227年,秦国成功地消灭了赵国,兵锋直指燕国。警报传来,燕王喜惊恐万分,但面对强大的秦军摆出的攻势,却无计可施。燕太子丹献出了孤注一掷的...

    阅读: 573

  • 朱元璋为何收了那么多义子(培养自己的势力)

    朱元璋为何收了那么多义子(培养自己的势力)

    在中国历史上,收养义子是一种常见的政治手段,尤其在朱元璋时代,这一做法达到了顶峰。作为明朝开国皇帝,朱元璋一生中收养了二十多个义子,这些义子的存在不仅成为了他的亲信,也是他为了巩固自己政治地位所采取的...

    阅读: 2380

  • 卢植的学生有谁(刘备和公孙瓒)

    卢植的学生有谁(刘备和公孙瓒)

    在三国时期,英雄辈出,但这些英雄人物的成长过程往往需要有良师益友的指导。无论是家族的传承还是通过拜师学艺,都是历史上众多杰出人物成长的必经之路。卢植是三国时期一位备受尊敬的老师。尽管你可能对卢植这个名...

    阅读: 2763

  • 为什么刘娥被逐出京城(政治斗争)

    为什么刘娥被逐出京城(政治斗争)

    自古以来,朝堂官场的争斗就像是一幅不断变幻的画卷,在这场斗争中,有人因才华横溢而受宠,有人则因权谋纷争而失势。宋朝时期也不例外,其中一段令人津津乐道的故事便是宋太宗时期,宰相寇准与皇后刘娥之间的明争暗...

    阅读: 2260

  • 别在孩子身上乱玩辛者库的梗 什么是辛者库

    别在孩子身上乱玩辛者库的梗 什么是辛者库

    近日,孩子们在幼儿园养鸡、炒菜的视频在网络平台走红,在劳动时孩子们都很开心,有媒体人称这是辛者库幼儿园”,幼儿园来事反驳媒体人不要乱玩梗。让孩子们在幼儿园劳动的初衷是培养动手能力,让他们都...

    阅读: 798

  • 律师称“骨灰房”或涉嫌违法 骨灰房是否影响生活秩序

    律师称“骨灰房”或涉嫌违法 骨灰房是否影响生活秩序

    近日多家媒体报道称,多地出现购买商品房用来放骨灰盒的现象,律师称,如果这样的情况影响周围业主的正常生活秩序,已构成违法。商品房购买是用来居住的,如果进行经营使用这样的行为涉嫌违法,如果骨灰房导致其他业...

    阅读: 2627

  • 救人殉职副镇长被发现时右手高举 副镇长职责是什么

    救人殉职副镇长被发现时右手高举 副镇长职责是什么

    4月4日,因救人失联17小时的众埠镇副镇长被找到,已无生命体征,被发现时右手高举。工作人员称副镇长一直以来都认真负责,工作亲力亲为。蓝天救援队的队员在现场表示,大家心情都很复杂,始终坚信的奇迹并没有发...

    阅读: 2374

热门文章