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“曲率引擎”是什么?人类可以借助实现超光速飞行吗?

对极致速度的追求

光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大速度。

宇宙中不是存在一些超光速现象吗?为什么仍然我们会说光速是宇宙最快速度呢?

首先,光速确实上人类目前发现的最快速度,我们经常提到的一些“超光速现象”,例如“宇宙膨胀的速度”“量子纠缠”,甚至还有人说思维的速度也超越了光速,其实这几个现象并不能算是真正的超光速。

“曲率引擎”是什么?人类可以借助实现超光速飞行吗?

这些速度并不是物体在运动时产生的,也没有产生信息传递,因此没有违背相对论,同时人类对于量子纠缠和宇宙膨胀的研究也不够深入,爱因斯坦也对量子纠缠时两个量子之间的“瞬间作用”感到十分疑惑,但是两个量子相互作用时没有传递信息,因此没有违背相对论。

而宇宙膨胀的速度超光速,是因为宇宙两端距离对方足够远,并且还在加速膨胀,就像是一个气球一样,宇宙在膨胀时每秒制造出来的新空间大于光速299792.458公里/秒,就导致了“宇宙膨胀超光速”。

“曲率引擎”是什么?人类可以借助实现超光速飞行吗?

而一些人认为“思维的速度超越光速”,其实也是一个错误的观点,人类思维的速度并不快,从人类的反应速度就可以看出来,大多数人对外界的变化是比较迟钝的,如果人类的思维真的可以达到光速级别,相信人类的科学技术早就连续突破探索其他维度了。

在日常生活中,神经末梢把各种信息传回大脑,需要一定时间的,如果一个动物的身体变得十分庞大,可能某个部位受伤,在几秒后大脑才能得到反馈,因此思维的速度并不快,(不要说什么,我在脑子里想一下月球就一瞬间到月球这样没有常识的话……)。

“曲率引擎”是什么?人类可以借助实现超光速飞行吗?

简单的了解后,相信大家都知道了光速确实是人类目前已知的最快速度,可是对现代膨胀宇宙模型有了解的朋友心中会产生这个一个疑问“光速虽然很快,但是在宇宙面前却很渺小,人类未来怎么才能更好地探索宇宙呢?”。

人类的可观测宇宙范围是900亿光年,也就是说即使以光速也需要用900亿年,才能来到可观测宇宙的边缘,当然这个可观测宇宙范围上会随着我们的移动而移动的,可是宇宙的历史也仅仅只有138亿年,900亿年后,宇宙是否存在还是一个问题。

“曲率引擎”是什么?人类可以借助实现超光速飞行吗?

因此,人类想要更加全面的探索宇宙,就必须实现“超光速”,这也是为什么很多科学家都执着于超光速的原因,如果不能实现超光速,人类的活动范围会被困在一个小小的区域内。

怎么“超光速”?

那么如何才能实现超光速?科学家其实已经做出了很多设想,首先,一部分科学家认为,或许在未来人类可以利用更加高效的能源时,就可能实现亚光速飞行甚至是超光速飞行,这些假想中的能源有“反物质”,甚至还有“暗能量”,可是如何利用这些能源,又应该用怎样的材质才能造出可以承受这么高速度的飞船?都是无法解决的难题。

当然,也有科学家认为,既然无法超越光速,我们干脆制造一个“虫洞”一样的时空通道,瞬间从一个地方跑到另外一个地方,不是也可以吗?宇宙中确实存在虫洞这样的连接两个遥远时空的通道,但是怎么保证时空通道稳定,如何应对各种意外,都是现在人类无法解决的难题。

“曲率引擎”是什么?人类可以借助实现超光速飞行吗?

曲速引擎(Warp drive)也被翻译为曲率引擎,其实也是一种超光速旅行假想,最早出现于著名科幻影片《星际迷航》中,首先曲速引擎并不能在两点之间瞬时旅行,而是利用扭曲时空,让飞船前方的空间收缩,后方的空间膨胀,也就是制造出一个认为的“时空气泡”,让飞船在气泡内以超越光速的速度飞行。

在1994年,科学家明戈·阿尔库贝利(Miguel Alcubierre),首次提出了“阿库别瑞引擎”,并且建立了对应的数学模型,指出只要有一种“特殊物质”可以制造出弯曲时空,那么飞船或许就可以借助宇宙中无处不在的时空曲率来移动。

“曲率引擎”是什么?人类可以借助实现超光速飞行吗?

船以曲率驱动前进时,空间的样子

我们可以简单思考一下,把宇宙空间想象成为一个巨大弯曲的“膜”,但是因为这个膜实在太大了,人类感受不到“时空曲率”,我们的飞船在宇宙中运动时,就像是一艘船在平静的湖水上运动。可是我们突然在小船的前方,制造出了一个巨大的“旋涡”(也就是时空弯曲),这个时候小船就会不由自主的加速,向着漩涡内运动。

因此造成飞船前方的时空弯曲前方的空间收缩,后方的空间膨胀,飞船不用动力推动,就可以自动高速前进,因此“曲率引擎”的含义就是,以“时空曲率为动力”。那么曲率引擎能否实现?答案或许让人失望,因为有很多问题无法解决。

“曲率引擎”是什么?人类可以借助实现超光速飞行吗?

如何制造所谓的“时空气泡”?如何长时间维持稳定的时空弯曲?在这个时空气泡内会受到难以想象的巨大辐射,如何保证飞船内人员安全?并且前后方的时空差异,会导致飞船前方无法接收信号,宇航员也就无法控制飞船,这些难题都很难解决,因此曲率引擎和制造虫洞一样,只是实现超光速的一种假想。只不过曲率引擎这个名字高端,在很多科幻作品中被引用,造成了很多人误解曲率引擎很强大。

当然,曲率引擎也是一种超光速旅行的方法,有不少科学家在进行相关研究,有科学家提出,利用强磁场制造引力场,也可以实现类似时空弯曲的效果,毕竟引力的本质也是时空弯曲,可是现在人类的科学技术想要登陆火星都费劲,怎么实现这样强大的磁场上一个难题。

总结:

以人类目前的物理理论来看,光速无法超越,“超光速旅行”的所有设想都只停留在理论阶段,而曲率引擎也只是一种设想,可以说是“空中楼阁”,最少在几百年内人类是无法实现的。

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