光在真空中的速度高達(dá)299792.458公里/秒,以這樣速度只需要眨眼間就可以抵達(dá)遙遠(yuǎn)的月球,這看上去似乎快得很離譜,但假如我們把目光逐漸放遠(yuǎn),事情就變得不一樣了。 以光的速度,跑到火星至少需要3分多鐘,跑到冥王星需要5個(gè)多小時(shí),跑出太陽(yáng)系需要1年(以?shī)W爾特星云為界),跑到最近的恒星系需要4年多,跑出銀河系至少需要10萬(wàn)年,跑到仙女座星系需要250萬(wàn)年,而僅僅是我們所處的本超星系團(tuán),其直徑就有1.1億光年…… 在巨大的宇宙空間中,說(shuō)光速慢得像蝸牛都是很夸張的了,這對(duì)于夢(mèng)想著征服星辰大海的人類而言,無(wú)疑是一個(gè)巨大的難題。因此,我們迫切地需要一種能夠超越光速的科技,哪怕只是理論上行得通的也行,在這種情況下,曲速引擎應(yīng)運(yùn)而生。 什么是曲速引擎呢?簡(jiǎn)單地講,曲速引擎就是一種利用空間翹曲(space warp)來(lái)作為引擎的推進(jìn)系統(tǒng),其原理就是將宇宙飛船周圍的時(shí)空高度扭曲,從而在時(shí)空中形成一條高速通道,使宇宙飛船獲得超越光速的能力。 曲速引擎的雛形出現(xiàn)于1957年德國(guó)物理學(xué)家克哈德.海姆提出的“海姆理論”中,該理論試圖以一個(gè)六維時(shí)空的框架來(lái)調(diào)和量子力學(xué)與相對(duì)論之間的矛盾,遺憾的是,“海姆理論”提出后并未得到科學(xué)界的普遍認(rèn)可。 然而由“海姆理論”推導(dǎo)出的超光速航行卻成功了引起了科幻愛好者的濃厚興趣,著名的科幻片《星際迷航》中曲速引擎就是受到了此理論的啟發(fā),根據(jù)片中的描述,擁有曲速引擎的宇宙飛船,可以利用反物質(zhì)燃料產(chǎn)生的能量改變周圍空間的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到超光速飛行的目的。 自此之后,曲速引擎受到了眾多科幻愛好者的熱烈追捧,儼然成為了人類未來(lái)星際航行的必備之物,但事實(shí)上,在當(dāng)時(shí)曲速引擎只是一種想象中的產(chǎn)物,它并沒有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撝С?,這不免有些令人沮喪。 1994年,曲速引擎的愛好者迎來(lái)了重大喜訊,墨西哥物理學(xué)家阿庫(kù)別瑞在廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)上,提出了一個(gè)名為“阿庫(kù)別瑞度規(guī)”的時(shí)空數(shù)學(xué)模型,它可以用一種波動(dòng)方式來(lái)使宇宙飛船前面的空間收縮、后面的空間擴(kuò)張,從而驅(qū)動(dòng)宇宙飛船持續(xù)前進(jìn)。 根據(jù)阿庫(kù)別瑞的描述,航行中宇宙飛船始終處于一個(gè)由扭曲時(shí)空形成“曲率泡”里,因?yàn)樗鄬?duì)周圍空間是處于靜止?fàn)顟B(tài),所以在航行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)狹義相對(duì)論中的“鐘慢尺縮”、“質(zhì)量增長(zhǎng)”等效應(yīng),因此宇宙飛船不會(huì)受到光速的限制,也就是說(shuō),擁有曲速引擎的宇宙飛船可以無(wú)限地加速。 需要指出的是,“阿庫(kù)別瑞度規(guī)”(Alcubierre Metric)在理論上是完全行得通的,1996年,NASA 還將其納入“突破性推進(jìn)物理計(jì)劃”中進(jìn)行過(guò)深入研究。目前科學(xué)家的結(jié)論是,只要找到了具有“負(fù)能量”的奇異物質(zhì),曲速引擎就很可能開發(fā)得出來(lái),而這個(gè)“負(fù)能量”已在“卡西米爾效應(yīng)”中初現(xiàn)端倪。 這就意味著,在未來(lái)我們?nèi)祟惪赡軙?huì)真的擁有曲速引擎,那么我們不妨來(lái)暢想一下,如果掌握了這種技術(shù),人類會(huì)怎么樣?我們可以厲害到什么程度? 前面已經(jīng)講了,由曲速引擎驅(qū)動(dòng)的宇宙飛船可以無(wú)限地加速,具體加速到什么狀態(tài),這要看扭曲空間的程度,關(guān)于這一點(diǎn),可以參考一下曲速引擎的愛好者為我們提供的數(shù)據(jù)(如下圖所示)。 可以看到,即使是曲速1級(jí)也可以輕松地達(dá)到光速,曲速9.9999級(jí)更是可以達(dá)到接近20萬(wàn)倍光速,假如以這種速度在宇宙空間中航行,只需要不到20秒的時(shí)間就可以躥出奧爾特星云,而要抵達(dá)遙遠(yuǎn)的仙女座星系,也僅僅需要10多年的時(shí)間。 對(duì)于現(xiàn)在的我們而言,探索宇宙最大的障礙就是令人絕望的空間距離,而9.9999級(jí)并不是曲速引擎的極限,理論上來(lái)講,只要有足夠的能量,它的速度將會(huì)進(jìn)一步地提高,因此可以說(shuō)曲速引擎可以幫助我們徹底地掃清這一困擾。如果掌握了這種技術(shù),我們可以在廣袤的宇宙中隨意穿梭,在獲取幾乎無(wú)限資源的同時(shí),我們也可以找一找到底有沒有外星文明,解開這個(gè)多年的困惑。 更重要的是,我們還可以利用曲速引擎去做兩件事,第一是探索向往已久的宇宙邊緣,第二是在“曲率泡”的保護(hù)下,進(jìn)入黑洞的事件視界之內(nèi)(超過(guò)光速就可以從黑洞的事件視界之內(nèi)逃逸),去抵近研究傳說(shuō)的“奇點(diǎn)”。假如我們?nèi)祟愓娴淖龅搅艘陨蟽杉?,就可能一舉解開宇宙的終極奧秘,從此成為宇宙中的神級(jí)文明。 好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見` (本文部分圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)與作者聯(lián)系刪除) |
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