超光速飞行 曲速飞船可超光速飞行?科学家:这在理论上可行!

2018-10-20 - 超光速

三体迷【科学边界专栏】探索宇宙是人类在好奇心驱使下而进行的永恒事业。然而,数百亿光年的浩瀚宇宙几乎让人绝望。因为爱因斯坦的相对论指出,光速是宇宙中速度的极限。

就算以光速飞行,到达距离太阳系最近的恒星系也要4年,而到达我们的临近星系仙女座星系则要两百多万年。于是,突破光速成了征服宇宙的关键所在。

超光速飞行

在科幻小说中,曲速引擎(Warp Drive)就是对超光速旅行的一种美好幻想。这甚至成了经典科幻《星际迷航》的最为重要的元素之一。曲速引擎最令人着迷之处可能在于它在超光速的同时又巧妙地回避了时间膨胀等相对论性的问题。

超光速飞行

正因如此,利用空间翘曲来推动飞船吸引了一批物理学家的注意。其中,以米给尔·阿库别瑞最为人所知。阿库别瑞在爱因斯坦广义相对论的框架下提出了波动方式展延空间,让飞船乘着「曲速泡」前行。因为飞船并未在曲速泡这个区间中移动,而是由曲速泡带着向前,所以就算飞船超光速飞行也不会违背物体速度不可超过局域光速的铁律。

更有意思的是,阿库别瑞引擎在数学上是完全可行的。然而,阿库别瑞引擎在物理实现上却困难重重,这涉及到了神秘的负能量密度。

悉尼大学的天体物理学家杰兰特·刘易斯也曾表示,超光速的曲速飞行至少在理论上是可行的。现在,我们要做的就是如何实现它,而负能量密度成了一个重要的突破口。

对于人类未来能否突破这个瓶颈,实现梦寐以求的超光速旅行,刘易斯还是持乐观态度的。他认为,回顾400年前牛顿时代人们的研究,很多梦想现在都变成了现实。爱因斯坦的理论已经提出了100年仍有很大的开发潜力。在未来100年或1000年,人类必定能揭开宇宙的更多奥秘,实现超光速旅行也并非不可能。

值得一提的是,在NASA曾经的突破性推进物理计划中,就包含了关于曲速引擎方面的推测性工作。NASA的雄鹰工作实验室(Eagleworks lab)目前也还对此保留了试探性的研究。虽然这些尝试还非常初步,但却是人类走向成功必须迈出的一步。

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