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标题: 超光速旅行的盼望——阿尔库维耶雷曲速引擎 [打印本页]

作者: 程程是你的网友 时间: 2022-10-5 21:53
标题: 超光速旅行的盼望——阿尔库维耶雷曲速引擎

美国国家航空航天局科学家与一位艺术家互助，创作出的曲速引擎飞船概念图。
我们经常在一些科幻故事中能看到它们——带着曲速引擎的飞船，而故事中的角色们驾驶着飞船探索新的行星和新的星系。这些飞船的速率甚至会凌驾光速，但是，广义相对论告诉我们，没有任何东西能凌驾光速。对吧? 毕竟，光没有质量，所以它可以以每秒299792458米的速率活动。
没有什么能凌驾宇宙速率的限定。不过建造曲速引擎照旧有可能不违背任何物理定律的。
1994年，墨西哥理论物理学家米格尔·阿尔库维耶雷(Miguel Alcubierre)写了一篇论文，为实际生存中的曲速引擎奠定了数学和科学底子，它不会干扰广义相对论。他在科幻小说中看到这种穿越遥远间隔的方法后，对这种星际旅行的方法产生了兴趣。

图片来自影戏《星际迷航3:超越星辰》
曲速引擎的工作原理是通过对飞船及其周围气泡的时空布局进行扩张和紧缩。这艘船从不加快或移动，而是由它周围的布局推动着它前进。打个比方，想象一下，你站在传送带上，你根本不用走路。相反，皮带本身的布局是推动你前进的动力。飞船前方时空的紧缩将把它拉向谁人点，而飞船后方的膨胀将继续推动它向前的活动。爱因斯坦证明白时空可以被质量或能量弯曲，假如时空可以弯曲，那么它就可以被其他方式操纵。这艘船能够比光速更快的缘故原由是，广义相对论告诉我们，在空间内没有任何东西可以冲破速率限定，然而，空间本身的紧缩或膨胀的速率没有速率限定。我们不是在空间中移动一个物体——我们是在移动空间本身。

米格尔·阿尔库维耶雷的假想充满盼望，令人印象深刻，但也有许多漏洞。在他最初的论文中，他提出了如许一个理论:要为如许一个宇宙飞船提供动力，我们需要的负能量将比整个宇宙的能量还要多。这种负能量是导致空间膨胀的缘故原由。标题是负能量难以捉摸，许多科学家甚至怀疑它的存在，更不用说抱有制造大量负能量的盼望了。
英国天文学家邦迪（H.Bendi）。他在1957年就证明白：负物质以一个恒定的不绝增加的速率追逐正物质的概念是与广义相对论同等的。而科学家们试图在实验室中通过将两块金属板(两块板非常平，几乎光滑到原子程度)推到比人类头发还近的宽度，来创造出这种效果。这个空间是云云之小，以至于不允许粒子存在，导致板块周围的力增加，让其带有负能量的特征。然而我们所能观察到的征象并不多，因此这试验成为了一个小到不能下结论的丈量。

负能量支持者霍金的理论模仿图
假如我们在未来真的找到了制造更多负能量的方法，我们可能不需要像阿尔库维耶雷最初理论中所说的需要那么多的负能量。后来，美国宇航局的科学家对他的论文进行了改进，通过让飞船的部分部件在高频率下振动，从而使其更容易在时空中移动，并淘汰了所需的能量，从而大幅淘汰了曲速引擎所需的能量。关于我们到底需要多少负能量，现署理论从65艾焦到几个太阳质量的负能量和正能量不等。即便65艾焦也大约是美国一年的能源消耗量。依然许多，但绝对是一个改进，绝对是可行的。假如我们能利用暗能量，我们只需要大约木星的质量。唯一的标题是，我们对暗能量是什么以及它是如何工作的知之甚少。它可能就是我们需要的奇异质料。
相比之下，尝试用传统火箭进行星际太空旅行不仅需要数十万年的时间，更不用说找到一种可以遭受这么长时间旅行的质料了。

一些带有曲速引擎的宇宙飞船模型表现，它以10倍光速移动，前往离我们最近的系生手星半人马座阿尔法星Bb，尽管它间隔我们4光年远，但也需要6个月的时间。而我们如今最快的飞船可以到达每小时2万英里，这意味着我们需要142000年才气到达半人马座阿尔法星Bb，从那里返回更不可能。2万英里每小时是光速的0.003%
云云快速的旅行将带我们穿越更高的维度，这意味着曲速引擎不仅可以让我们探索我们本身的宇宙，还可以让我们探索多元宇宙。曲速引擎理论上的速率是有限度的，但纵然是这些速率限定也能让我们在几分之一秒内到达一个新星系。而另一个优势是，船可以加快或减速，乘客不会经历时间膨胀。换句话说，当你到达目的地时，你不会发现你在时间上走得太远，而你认识的每个人都已经死在地球上了。
除了能源之外，其他标题还包括在旅行过程中积聚的粒子，它们可能在减速过程中不经意地发射出来，摧毁整个世界。毕竟上，一旦飞船开始移动，可能就没有办法减速了，船员可能会由于各种缘故原由而死亡。但到目前为止所有的数学和实验数据都表现曲速引擎是可能的。

就算我们真的找到了创造曲速引擎的技能的方法，那间隔我们看到它投入利用也还需要几个世纪。就像虫洞一样，曲速引擎提供的可能性是巨大的，但实现起来并不容易。

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