在电影中是这么设想的——通过曲速技术 , 在正在航行的飞船周围添加上人工制造的正常时空的“气泡”——“翘曲气泡” 。
当飞船用超音速航行时 , 这些“气泡”就可以保护这些飞船能够正常地在这个维度航行——由爱因斯坦的相对论可知 , 光速保持不变 , 一个物体越接近光速 , 它的空间和时间就必须做出相应的调整 。
这些正常时空的“气泡” , 恰巧就是用来稳定飞船本身时间和空间维度的东西 , 让飞船能够在进行超音速飞行的时候 , 不会改变它的时空维度 , 保持在飞船起步前的时空 。
现实中的概念?前文说过 , 科学家提出“曲速引擎”这个概念 , 是受到了《星际迷航》这部电影的影响 。 1994年 , 墨西哥的物理学家阿库别瑞受《星际迷航》的影响 , 思考出了一种幻想的驱动引擎——曲速引擎 , 也叫阿库别瑞引擎 。
阿库别瑞引擎遵守广义相对论中爱因斯坦方程 , 在这个范畴下建立出的一个特别的时间度规 。
《星际迷航》中的人们一直在谈论着曲速引擎 一种使空间变形的概念 。 我们已经拥有了一种关于空间怎样能够或者不能够被扭曲的理论 那就是广义相对论. 我认为应当会有一种方法能使用这些概念解释曲速引擎如何运转 。
阿库别瑞的理论提出用波动的方式延展空间 , 导致飞行器前方空间收缩 , 后方空间扭曲 , 前后连接的空间决定飞行器飞行的方向 , 以空间的扭曲带动飞行器前行 。 而阿库别瑞引擎提供飞行器在区间里飞行的动能 , 以空间推动飞行器 , 最终让飞行器在这个区间里以表现超光速的形式飞行 。
要在这个空间中飞行 , 飞行器会受到一个很大的潮汐力 , 为了解决这个问题 , 阿库别瑞用上了卡西米尔效应——也就是要往这个空间里灌负能量 。
我的猜测是 在飞船中的人可能会看到和《星际迷航》中十分相像的场景. 在飞船前面 星星们变成了长长的线条. 在飞船后面 他们什么都看不到——只有黑暗——因为星光无法移动的足够快以赶上飞船 。
也就是说 , 阿库别瑞引擎需要用一种奇异能量来进行推动 , 这是一种以光速流动的负压强能量 , 和我们熟知的能量性质完全不同 。 这种能量目前还存在于幻想与理论之中 , 最有名的便是卡西米尔能量 。
曲速引擎真的能实现吗??可能你看完上面的对曲速引擎的介绍 , 心理已经燃起兴趣——既然这个诞生于科幻作品的装置 , 已经被当代的科学家 , 用理论的方式给总结了出来 。 那么 , 我们是不是也可以像电影 , 尽情地在空间中穿梭了呢?
很遗憾 , 以人类现在的科技水平来说 , 我们并不能做到随意在星际里旅行 。
首先 , 我们现在并不能实现让两地之间的时空高度扭曲 。 我们现在的技术连移动的通道都打不开 , 就更别提后续了 。
那宇宙中会不会有现成的移动通道呢?
早在1930年 , 爱因斯坦就已经得出了结论 。 根据他的广义相对论的引力场方程式 , 计算可以得出 , 在宇宙中 , 会出现一个连接两个遥远的时空的通道 , 这就是爱因斯坦桥 , 也可以叫作虫洞 。
就爱因斯坦的广义相对论 , 并通过公式计算 , 我们可以得知:在数学概念上 , 一定存在一个可供跨越时空的移动通道 , 那就是虫洞 。
而在爱因斯坦之后 , 也有一些科学家一直在研究 。 曾因引力波项目获得诺贝尔奖的杰出物理学家基普索恩 , 从理论上论述了虫洞的存在 。
遗憾的是 , 虽然理论上来说虫洞实际存在 , 可我们人类却连一次虫洞的观察记录都没有 。 与电影中的形象不同 , 按照目前关于虫洞的理论 , 虫洞应该是存在于微观世界的 , 它消失和出现的时间都非常短暂 。 并且 , 按照理论来看这些微观尺度上的虫洞非常的微小 , 只有粒子能通过 , 对人类穿越星际来说没有任何的帮助 。
不仅如此 , 其实阿库别瑞的理论在现实中要实现也很艰难 。 虽然阿库别瑞的理论在数学上是可以成立的 , 但它的计算结果可能没有物理学上的意义 。 阿库别瑞引擎需要奇异物质来产生负能量才能使用 。
在电影中是有“二锂晶体”这个物质 , 控制物质和反物质接触、泯灭而转化为大量的负能量 。 可现实中可找不到这个奇异物质 , 这只是阿库别瑞假想出的东西 。 所以 , 如果这种奇异物质不存在 , 曲速引擎就不能被造出来 。
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