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前言?相信有不少人看过大名鼎鼎的科幻电影《星际迷航》 。 在《星际迷航》里 ， 人类与外来同众多外星种族一同战胜疾病 ， 偏执与战争 ， 电影包含了人文主义关怀 。
同样的 ， 电影里一些天马行空的想象 ， 硬核的科幻元素也让人欲罢不能 。 而最让人印象深刻的 ， 最让人向往的 ， 无疑是电影中那个能够在各个星系穿越的飞船 。
在电影的故事背景中 ， 人类在21世纪中期爆发了第三次世界大战 ， 这次战争让全地球几乎所有人类都灭绝了 。 在战后十几年 ， 人类终于成功完成了第一次突破光速障碍的试验飞行 ， 这次飞行在电影中被称为曲率推进 。 人类从此进入了曲速时代 。
电影中 ， 你会听到柯克船长经常喊:“进入曲速飞行” ， 然后飞船一眨眼就已在星际中穿梭 。 主角一行人利用这个技术 ， 在星际中穿越 ， 把爱和和平带向宇宙 。
那是否现实中有相应的科学概念呢？
电影中能够实现星际旅行的理念 ， 也启发到了当代的科学家 ， 根据电影中的理论 ， 科学家理解并提出了一种能够让飞行器超光速飞行的驱动器 。 就是我们本篇文章的主角——曲速引擎 ， 有了它就可突破光速的极限 ， 星际旅行不再是梦 。
曲速引擎是什么?要解释曲速引擎 ， 就绕不过《星际迷航》这部电影 。 这个名词本就先出自科幻作品 ， 可以说是科幻作品反哺科学界的典型案例了 。
曲速引擎这个名词 ， 最早出自美国作家约翰W坎贝尔的科幻小说《太空岛》 。 而后 ， 《星际迷航》引用了小说中的概念 。 拜《星际迷航》的火热所赐 ， 全世界的科幻爱好者们接触到了“曲速引擎”这一名词 。 在电影中 ， 它主要是一种可实现超光速航行的一种装置 。
电影中曲速引擎如何让飞船超光速飞行？??《星际迷航》中 ， 飞船能够超音速曲速驱动推进最重要的组成部分是“重力场位移流形” ， 这在电影中被称为“曲速核心” ， 也就是曲速引擎 。 这个叫曲速核心的动力装置 ， 通过“二锂晶体”这个虚构物品 ， 控制物质和反物质进行接触 ， 让二者泯灭 ， 物质与反物质泯灭时会转化为巨大的负能量 ， 这个能量来推动飞船前进 。
可能有人会不解 ， 超光速移动不是会改变物体的空间与时间吗？飞船怎么能超越光速飞行呢？
实际上是这样的 。 电影中的这个黑科技引擎并不是让飞船达到超越光速的速度飞行 ， 而是通过扭曲飞船周围的时空 ， 让空间的高度扭曲 ， 在时空中打开一个通道 ， 飞船在从中飞过 。
举个例子 ， 这个过程相当于在两地之间按上了一个传送带 ， 人顺着这个传送带跑向目的地 ， 虽然极限速度还是和原来一样 ， 但是人在传送带上的这个空间移动了 。
曲速航行就是如此 ， 相当于说是让飞船周围空间在高度扭动 ， 而并不是飞船自身的行驶速度达到了光速 。 在非常远的人看来 ， 飞船就是在进行一种超光速航行 ， 实际上把飞船未起步的空间做参照系 ， 飞船此时的定域速度并没有超过光速 。 这是一种表现超光速 。
你可能会问 ， 虽然这个说法能够解释飞船的超光速飞行没有违背狭义相对论 ， 但是让空间高度扭曲 ， 让时空维度膨胀了啊？
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