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星際旅行走出“第一步”

 紅豆居士 2014-06-27

星際旅行走出“第一步”

2014-06-16 01:12:37科技日報

  飛船各部分,包括兩個圍繞中央飛船的巨環(huán)。

  今日視點(diǎn)

  本報記者張夢然綜合外電

  “宇宙,人類最后的邊疆。這是星艦企業(yè)號的航程。它繼續(xù)的任務(wù)是去探索未知的新世界,找尋新的生命和新的文明,勇敢地航向前人所未至的領(lǐng)域?!碑?dāng)我們被《星際迷航》(Star Trek)中的經(jīng)典臺詞鼓舞得情緒激昂時,心里深刻的明白這只是科幻—現(xiàn)在絕不可能兼未來一定有可能的技術(shù)。

  不過,美國航空航天局(NASA)的科學(xué)家們,正在努力證明即使在今天,某些理念也并不只存在于科幻題材作品中,可以照進(jìn)現(xiàn)實—他們?nèi)涨敖沂玖艘凰摇靶请H迷航式”的飛船概念圖,理論上講,它能允許利用時空彎曲進(jìn)行的遙遠(yuǎn)星際旅行。

  但對于這趟航程,人們或許還不用急著訂票。

  能飛越太陽系的飛船?

  因假設(shè)“超光速(FTL)旅行有可能”而聞名的NASA物理學(xué)家、先進(jìn)推進(jìn)工程師哈羅德·懷特博士,長期致力于研究曲速引擎的概念。在休斯頓,他和團(tuán)隊工程師曾設(shè)計一個裝置以期來扭曲光子的軌道,改變它在某一特定區(qū)域的運(yùn)行距離,再用極其靈敏的干涉儀來觀察這種變化。這類的研究目的,都是為了測試超光速航行的可能性。

  而據(jù)英國《每日郵報》在線版6月12日消息,懷特日前聲稱,運(yùn)用物理學(xué)家米格爾·阿庫別瑞的著名理論,將有可能彎曲時空,瞬間跨越大尺度距離,其本質(zhì)上將允許飛船到達(dá)幾乎任何地方,且所耗時間之短,以往只夠傳統(tǒng)航天器完成一小段旅行。

  懷特與團(tuán)隊揭示了一艘名為IXS企業(yè)號(IXS Enterprise)飛船的圖示。盡管這只是,也只能是理論擬合概念圖,但仍精確地表示出一艘能飛出太陽系的飛船,將會是什么模樣。

  報道稱,這艘飛船上有許多功能可讓星際旅行成為可能,包括兩個圍繞中央飛船的巨環(huán),有支桿直接從飛船連接到環(huán);船體前方是船員進(jìn)行飛船操作的位置;后面則是貨物區(qū)域;而燃料,即所謂的“奇異物質(zhì)”也將被保存在這兒—從目前揭示的圖片來看其外形很酷。不過,人們最感興趣的,還是這艘星際飛船關(guān)鍵部位—引擎。

  曲速引擎什么樣

  對曲速引擎的描述,是科幻影片《星際迷航》系列中的經(jīng)典情節(jié),曲速引擎在其中作為一種超光速的推進(jìn)裝置出現(xiàn)。但漸漸的,曲速引擎也開始涉及到理論物理的時空模型。一種運(yùn)用空間彎曲作為推進(jìn)工具的想法,已成為一些物理學(xué)家的理論推導(dǎo)主題—譬如“阿庫別瑞引擎”的設(shè)想。

  在1994年,墨西哥物理學(xué)家阿庫別瑞博士在不與愛因斯坦描述相抵觸的情況下,提出了波動方式展延空間。他的理論推導(dǎo)出超光速是可能存在的,涉及利用空間本身的膨脹和收縮。

  根據(jù)阿庫別瑞假設(shè),飛船仍然無法在局部的宇宙空間超越光速。但他在理論上勾勒出一種推進(jìn)系統(tǒng),可生成一個所謂“曲速泡”,藉此操縱時空—即在宇宙飛船的一側(cè)擴(kuò)張空間,而另一側(cè)收縮空間—通過該方式,時空本身就能使飛船飛離地球,向遙遠(yuǎn)星球進(jìn)發(fā)。阿庫別瑞當(dāng)時并未提出,人類真的可以制造出這種裝置。

  但現(xiàn)在,哈羅德·懷特的IXS企業(yè)號,曲速驅(qū)動的方式就基于“阿庫別瑞引擎”的部分設(shè)計,比如說宇宙飛船外巨大的環(huán)。該環(huán)需要特殊的技術(shù)制造,其功能是使飛船外部的時空彎曲并圍繞著飛船,形成一個“曲速泡”,飛船前后空間可進(jìn)行收縮和擴(kuò)張。

  兩周內(nèi)飛抵比鄰星

  看起來,IXS企業(yè)號似乎有將恒星之間的行程時間從數(shù)萬年縮減至幾周或幾個月的潛力。

  半人馬座α星,由于多次在科幻題材中出現(xiàn),人們已非常熟悉。在這個由三顆恒星組成的“三體”系統(tǒng)里,恒星編號分別為A星、B星和C星。其中半人馬座α星C被命名為“比鄰星”—這也是太陽最近的鄰居之一,距離為4.2光年。

  而懷特的團(tuán)隊表示,用地球上的時鐘來測量的話,擁有“阿庫別瑞引擎”的IXS企業(yè)號飛船,可能會在兩周內(nèi)到達(dá)半人馬座α星。

  盡管NASA方面對懷特團(tuán)隊給予一定支持,但研究人員認(rèn)為目前研究仍然是小規(guī)模的。為了實現(xiàn)理想,懷特已擬定好研究路線圖:首先是地球測試以證實技術(shù)可行性,最初的實驗可能非常粗糙也非?;荆绻碚撟C實可行,那應(yīng)用也不應(yīng)受限;下一步則是利用航天器完成一個簡短的月球之旅;然后是火星之旅;至于最后的測試,則是飛躍太陽系。

  不過,這艘飛船航行的基本—阿庫別瑞的概念仍有一些瑕疵。巨環(huán)在材料和建造工程上也有掣肘。而在某些基本方面,就連阿庫別瑞本人也很懷疑。首先,大量的“奇異物質(zhì)”不知從何而來;其次,由于速度比光速還快,阿爾庫別雷理論中“曲速泡”的前端無法收到從飛船內(nèi)部發(fā)出的信號,那怎么發(fā)送指令關(guān)閉引擎呢?又或者說,怎么啟動它呢?

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