当人类了解宇宙时,我们便希望有朝一日可以在无垠宇宙中遨游。那人类又该怎么遨游宇宙呢?
在科幻电影里频频出现曲速引擎,它是人类已知的跨时空的办法之一,那么它的原理究竟是什么?曲率驱动到底是怎么实现的呢?人类可以做到吗?
本期蓝星知识馆就为大家介绍一下曲速引擎。
01 如何实现星际旅行
目前人类连太阳系都无法离开,又何谈探索宇宙。人类现在最快的飞行器行驶速度是依靠木星的强大引力获得推力从而达到的。
即便如此,这个速度也只有73.6千米每秒,与光速相比还差很远很远。而即便是光速,离开太阳系也需要两年的时间,而到达离我们最近的比邻星也需要4年多的时间。
即便是以光速行驶,我们连抵达最近的恒星都需要花费几年的时间,更不必说如此浩大的宇宙。
更不用说,相对论已经决定了宇宙中最大的速度不可能超过光速,而人类在未来数百年可能都无法接近光速。那么,我们到底有没有办法实现星际旅行呢?
答案是:有!从上世纪开始,科幻作品中一直存在两种星际旅行的办法。
第一种方法被称为“虫洞”,这个大家也都熟悉,就是在宇宙的两处空间进行破坏和连接,使得眼前的空间和极远地方的空间相连,实现“一步行千里”。
但是,目前并没有科学家观测到空间的撕裂和连接。
第二种部分被称为“曲率驱动”,最早也是出现在科幻作品中,很快被众多科幻小说和影视作品引用。
最为典型的作品就是《星际迷航》,在这部作品里面,曲率引擎甚至可以使飞船达到光速的几千倍。
而且,这种方法得到部分物理学家的认同,换句话说,这种方法是存在一定的科学依据和可行性的。
其实曲率引擎的原理说起来还是蛮简单的,这种引擎可以通过对空间的压缩或是延伸实现对飞船“加速”。
确切地说,这种引擎使飞船前方的空间被压缩,而后方的空间扩张,而飞船所在的空间由一个平滑的时空泡保护,后方的空间不断推动飞船所在的空间向前走。
同时,加上前方的空间被压缩,路程也变短了,即便是以一个很低的速度行驶,也可以实现超越光速。
原本,这只不过是存在于科幻作品中的一个概念。但是,1994年,这个概念开始出现在科学领域。
墨西哥的一个理论物理学家提出:在广义相对论的框架下,曲率引擎的原理是可以从数学的角度得以证明的。
好家伙,那为什么都过去快三十年了,这个概念甚至还有很多人都不知道呢?
02 曲率引擎的原理可以从何得知
因为,他所得到的是这个方案在理论上是可行的,但是,人类目前并没有对空间进行压缩或者是使其膨胀的方法呀。目前所知道的也都是在理论上可以实行的方法。
最开始,科学家们认为如果想要达
到空间的膨胀或收缩,就必须借助一种新的物质——反物质。
我们都知道,大质量的天体是可以扭曲空间,那么如果想要得到相反的效果,我们就需要用到未曾观测到的反物质或者是反能量。
由于我们目前根本就没法找到反物质,所以只能选择使用反能量。但是科学家们很快就发现了这种反能量构成的模型的一个致命问题。
想要获得反能量就需要特殊的粒子碰撞,然后才能获得一点反能量。于是,在科学家的计算中,如果想要达到可以实现星际旅行所需的反能量,所需要的是整个宇宙。
尽管在这之后,有科学家在模型上进行了改进,极大地减少了消耗,但这仍然需要一整个太阳系的能量。
这就是反物质模型的缺点,但是真的就没有别的办法了吗,当然不是。至少现在看来可能还需要很长一段时间等待,而曲速引擎并非没有希望。
美国NASA的一位科学家发现了第一个曲率泡,虽然实验并不是在真空中进行,但是这无疑是一个进步,相信这会对未来有不小的影响。
其实,还有重要的进展,有三位科学家重新构建了两种新的曲速引擎的模型。
其中,两位科学家共同提出的一个是通过对物质的高度压缩实现,就比如说,将地球压缩至一个半径只有10厘米的球,然后通过高密度物体对空间影响实现对空间的扭曲。
但是,这个很明显就不太可能实现,因为人类根本没法做到这种事情。而在原理上也存在一些漏洞。
另外一位科学家提出的模型就很玄乎,他说宇宙中存在某些“孤子”系统,这些孤子本质是能量波的形式。
但是,通过这些孤子构建的曲速引擎可以在原来的基础上降低60个数量级的能量。即便是降低了60个数量级这种引擎也无法实现,因为就连当事人都认为还需要降低30个数量级才可能实现。
但这确实是进步,但是实话实说,有点玄乎,咱也不知道他说的是不是真的,不过业界大佬对此并没有太多反驳,权且就认为他是对的吧。
曲速引擎虽然发展并没有多久,但是却真真正正地关乎人类的未来,那么你又是怎么看待曲速引擎的呢?
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