如何才能制造一台《三体》中的曲率引擎?

2020年06月11日23:30:08 科学 1554

在刘慈欣的科幻巨作《三体:死神永生》中,云天明用童话像人类传递信息,试图拯救人类文明,其中有一种叫做曲率驱动的技术,能使飞船超光速飞行。如何才能实现曲率驱动,制造一台曲率驱动飞船?

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曲率引擎是基于爱因斯坦的广义相对论和质能方程,由阿库别瑞在1994年提出的一种设想:时空是一个平面且会因为外力产生弯曲或拉伸;天体存在于这个平面之上,天体的产生的引力波会使时空弯曲,那么是否能人为制造一个“曲速泡”,“曲速泡”为一段平坦的时空,而其前方的空间收缩,后方的空间拉伸,推着“曲速泡”向其对齐的方向前进,而飞船静止在“曲速泡”中一并前行(类似冲浪)。


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同时阿库别瑞提出了阿库别瑞引擎的数学表达式:


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根据设想,人们推导出了曲速公式:


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据此公式,曲速引擎最大速度能达到近200倍光速——穿越太阳系只需0.2s;6个月便能横穿银河系。


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但这仅仅是理论,真正要实现还有非常多的困难。

首先,也是最大的困难——能量。推动曲率飞船需要相当于地球质量318倍的 “负质量(负能量)”,这是一种拥有特殊质量的物质,其质量与正常质量正负相反(1kg物质对应的暗物质质量为-1kg)。这种物质目前仅仅是在微观层面证实了其的存在。

其次,曲速场由物质反应产生出的高能粒子形成,即便是以曲速一级的速度前进,速度也堪比光速,其在两个速度态之间的转换时间不会超过普朗克时间(约5 × 10−44秒,人眨眼时间的1044分之一),而曲率飞船变速依靠的是曲速场的叠加或减少,这意味着一旦变速引擎要在极端的时间内提供(减少)成倍的能量并完成校验,一旦前后曲速场叠加量未及时达到一致或方向未对齐,飞船将会瞬间被撕成碎片。

总之,依靠现有的理论与技术,人类还无法制造出曲率引擎,但相信在将来的某一天,人类终将飞出银河系,探索更广阔的的太空。

本文参加#科学V计划#,内容为作者原创。

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