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曲速引擎究竟是什麼?人類能用它突破光速的極限,開啟星際旅行

Ashin 2023/01/13

妳或許也聽說過或觀看過《星際迷航》的系列作品,它在1966年9月于美國全國廣播公司完成首播。在這一系列影視作品當中, 人們使用曲速引擎,突破光速極限,克服了宇宙距離的問題,從而開啟真正的星際旅行。

《星際迷航》系列中人們克服了宇宙距離問題

那麼,到底什麼是曲速引擎?它真的可能會被造出來嗎?

傳說中的「曲速引擎」

喜歡閱讀與星際穿越或者旅行有關的科幻作品的人,對曲速引擎肯定不陌生,因為它已經算是這類作品當中最為常見的一個「設定」了。從本質上來說, 這是一種假想的超光速推進系統。

在某些科幻小說中,人們能夠在飛行器的附近創造出一種特殊的「氣泡」,這個氣泡就是一個人工的曲力場,也被稱為「曲率氣泡」。在制造出這個氣泡之后,其中的物體便能在扭曲的時空當中以幾十倍的光速進行移動,幫人們突破光速的極限,將宇宙的長途旅行變為「短程旅行」。

曲率泡將縮短穿越時間,提高移動速度

有人可能會說,這應該就是個人們為了安慰自己,創造出的一個「科幻產物」,它永遠都無法實現,因為愛因斯坦早就證明了,光速是宇宙中物體運動速度的上限,我們永遠無法突破它。

但實際上,當妳換一個角度去看,就會發現曲速引擎改變的并不是飛船本身,而是通過扭曲時空的方式,讓那個氣泡當中的時空以超光速的速度進行移動,最終實現「超光速飛行」。對于這一點,某些學者表示了明確的支持與肯定。

曲率引擎可以看作通過扭曲時空的方式來加速

對此美國宇航局的哈羅德·G·懷特博士曾明確表示,「在愛因斯坦相對論基礎上可能無法實現三維空間中的超光速運行,但人們可以通過彎曲空間的通道達到超光速運行的效果。」

當然,在曲速引擎最初被運用在科幻作品當中的時候,它確實是個「想象概念」,因此其具體速度是沒有標準的,那時大家都可以根據自己的意愿,隨意為其速度進行增減。此外,需要注意的是, 曲速引擎當中的曲速指的其實就是飛船在那個「時空氣泡」的移動速度。

資料顯示,曲速引擎的速度固定下來之后,是這樣進行分級的:曲速1級是1倍光速,曲速2 級是10倍光速,曲速3級是39倍光速,曲速9.9999級達到驚人的199516倍光速——若以這個速度飛行, 橫越銀河系也只需要半年時間。

曲速分級表

由此可見,曲速引擎若是在現實中真的存在,那麼星際旅行對于人類而言,將不再是遙不可及的夢想,不論是去往太陽系之外還是橫跨銀河系,都將成為很容易的事情。

那麼,在現實中曲速引擎真的能被造出來嗎?

曲速引擎真的能被造出來嗎?

曲速引擎真的能被造出來嗎?

別看在上世紀大部分科學家都將其當成科幻概念,但是依舊有人對其進行了研究,并且發表了相關論文一夜成名,這個人就是來自墨西哥的物理學家 米蓋爾·阿爾庫比雷

根據資料來看,米蓋爾證明了曲速引擎在理論上是可以造出來的,因為他破解了愛因斯坦的系列方程式,還進行了相關驗證。當然,在他的驗證當中, 人們必須先依靠某種類型的負能量來扭曲飛船周圍的空間,從而提供反引力。

人們必須扭曲飛船的空間才能給它提供反引力

研究顯示,米蓋爾對一個光子進行了軌跡測試,驗證其能否比光速更快。并且為了最大限度的減少震動的干擾,他讓整個實驗裝置都「漂浮」了起來。

這一驗證理論無疑還是過于超前,所以在當時雖然引起了轟動,但是就沒有下文了。不過,隨著科技的發展和進步,曲速引擎又引起了人們的關注,并且根據2013年中國航天科技信息網的報道來看, 美國宇航局都在嘗試驗證超光速曲速引擎原理。

美國宇航局一直在嘗試驗證超光速曲速引擎原理

就這樣看來,連載人航天技術名列前茅的美國都在研究它,就證明它不止是「科幻概念」了。而美國宇航局研究曲速引擎的原因,正是因為他們想率先打造出可以進行超光速飛行的宇宙飛船。

值得一提的是,在科學界,大部分人對于制造曲速引擎這件事依舊持有消極的看法,因為不論再編出什麼樣的話來「圓」這個理論,它都是違背基本物理法則的。

更不用說,人類的飛行器如今連光速都達不到,所以這樣的「好高騖遠」顯然是沒有什麼意義的。

人類目前的飛行器其實還無法做到超光速飛行

那麼,人類如今創造曲速引擎,到底還缺少些什麼呢?

為什麼如今還無法造出曲速引擎?

其實關于這一點,咱們在上文中已經提到了,那就是創造那個扭曲時空氣泡的時候,必須要有負能量的參與。 這種負能量就像是宇宙中的「幽靈」,是理論物理學當中的一個概念。

從目前的情況來看,除了在極端狀況下,人們并未觀測到負能量。而這個所謂的極端狀況,指的是 依靠卡西米爾效應,制造出一點點負能量

卡西米爾效應會產生負能量

依靠這一方法獲得的負能量,根本不夠拿來制造「曲速引擎」,無法讓其保持穩定。正因如此,人們就陷入了「巧婦難為無米之炊」的困境,無法在現階段創造出備受期待的曲速引擎。

由此可見,我們想將科幻中描寫的東西變成現實中真實存在的東西,還是要不斷地探索和發現。等到人類真的在正常情況下觀測到負能量,并且能夠將其大量制造出來的時候,曲速引擎就會走進現實,讓「星際穿越」中描述的旅行成真。

星際穿越說不定終會成真

那麼,除了可以依靠曲速引擎突破光速極限進行太空旅行,在理論中,我們還能利用什麼方法克服漫長的宇宙距離呢?

還能如何實現星際旅行?

首先就是 依靠蟲洞進行傳送

蟲洞又被稱為 愛因斯坦-羅森橋,它是1916年被物理學家路德維希·弗萊姆提出的。簡單來說,蟲洞就像是聯結宇宙不同時空的狹窄隧道,有點類似于「時空穿梭機」。人們在進入其中之后,就能夠跨越時空的限制。

在人們的預想中,蟲洞能夠跨越時空的限制

不過,在理論上蟲洞雖然無處不在,但是它們的個頭卻非常小,人們的飛行器是難以穿越的。所以,僅僅發現蟲洞沒有用,我們還得通過某種方式將其「擴大」,使得飛船能夠安然無恙的進去。

在這一設想當中,熟悉的負能量又出場了, 它創造的排斥效應不僅可以擴大蟲洞,還能防止它關閉。

負能量能讓蟲洞變得具有一定可控性

其次就是 馬可·米里斯提出的「太空驅動」假說

馬可·米里斯本身是美國宇航局「突破推進物理項目」的主管,在長期的研究中,他認為人們可以利用質量和時空的基本特性,在宇宙中的各個位置創造「推進力」。這樣的話,我們就能在無需推進劑的情況下,實現星際旅行了。

「太空驅動」假說主要致力于在太空各處創造「推進力」

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