曲速引擎或可實現20萬倍光速飛行,人類未來星際旅行就靠它了?

2022年10月14日18:49:13 科學 1678

而在過去的數十年里,人類的航天技術的發展速度突飛猛進,隨著人類對宇宙的探索越來越深入,對探索星際深處的想法也越來越強烈。

然而宇宙如此浩瀚,與之相比,人類與地球顯得何其微不足道。

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據統計,僅可觀測的宇宙直徑就達到了930億光年,這是連光都無法企及的龐大範圍,況且宇宙仍在以超越光的速度向外膨脹,如果僅憑光速,人類永遠都無法抵達宇宙的邊界。況且現在人類的航天器遠遠達不到光速,探索宇宙僅是一個遙不可及的夢罷了!

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目前飛離地球最遠的探測器旅行者一號,至今仍沒有飛出太陽系,甚至有科學家認為,人類是被一種無形的力量封鎖在太陽系中,就算窮極人類科技的極限,也無法打破太陽系外圍的屏障。

想要突破距離的限制,探索宇宙深處,達到光速的航天器是最基本的條件,畢竟距離我們最近的恆星距離也在4光年之外,可在愛因斯坦的相對論中,光速是宇宙中最快的速度,難道星際之旅真的只能停留在想像階段,我們永遠都無法抵達遙遠的星空深處嗎?

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而愛因斯坦的廣義相對論又給了我們超光速」飛行的希望。在廣義相對論中,愛因斯坦認為,當技術達到一定層級,人類將有能力將三維時空彎曲、壓縮甚至撕裂,對時空有意識的塑造或許將成為人類可以突破光速的窗口。時空的塑造何其困難,人類現在所掌握的物理知識,可能都摸不到時空的本源。在傳統意義上,對空間進行改造簡直是違反認知的神明之力。

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今年諾貝爾物理學獎的頒布給了人們一絲希望,量子糾纏理論的革新和量子信息學的開創讓人們意識到,相對論或許並不是宇宙中顛簸不破的真理。

上世紀90年代,威爾士大學的物理學家米格爾提出了「曲速引擎」概念,曲速引擎可以利用空間膨脹產生的推動力,帶動引擎向前方的收縮時空以極快的速度向前推進。曲速引擎前進的畫面無限類似於哆啦A夢的時空門,在米格爾的設想中,這或許是人類唯一可以突破光速限制的方法。

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曲速引擎的設想,雖然也遠遠超過現階段的技術背景,但聽上去至少沒有違反自然法則,從理論上和實際操作中要比改變時空的難度小的多。

簡單說來,就是人為在時空中製造一個「時空泡」,時空泡相當于飛船的外層保護膜,空間在時空跑周圍壓縮,推動「時空泡」以超光速運動,從而帶動時空泡內的飛船一起向前,這就像宇宙以超光速向外膨脹的縮小版。

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在時空泡的超光速運動中,時空運動本身並沒有傳遞任何信息,也沒有違反愛因斯坦的狹義相對論,根據膨脹時空所需要的能量,曲速引擎也分為各種不同的等級,最高級的9級曲速引擎,可以超越光速的數10萬倍,如果曲速引擎真的能成為現實,人類漫遊宇宙的夢想也將不再遙遠,當然想要達到不同的引擎等級,每個等級所需要的能量也將成指數級增長。

素引擎能否成為現實的最關鍵問題是能量根據計算,想要形成最初級的時空泡所需要的能量可能也將超過太陽釋放能量的總和。可人類有史以來所消耗的總能量還不及太陽能量的38億分之一,這種巨大的能量消耗,也是曲速引擎看起來像是天方夜譚一般。

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根據卡爾達舍夫的宇宙文明理論,只有人類文明達到二級水平,才有可能製造出可以吸收利用所有太陽所發出能量的戴森球,現在的人類文明等級僅有0.7級,就算想要達到可以擺脫能源危機,隨心所欲的使用可再生能源的一級文明,人類依然相差甚遠。誰也不知道人類真正達到可以自由使用曲速引擎技術的文明層級還需要多久,或許人類隨著對地球生態和氣候的破壞,地球不會給人類如此漫長的發展時間,人類最終可能在發展的關口湮沒在宇宙的歷史長河中。

未知事物的好奇和探索是推動人類社會進步的原動力,雖然看似遙不可及,但也有無數科學家在曲速引擎的領域向前探索,近日,NASA曲速引擎項目首席科學家哈羅德·G·懷特公布:其帶領的研究團隊成功發現一個真正的「曲率泡」,雖然這個「曲率泡」很小,只能達到微米的程度,可這是一次將理論帶向現實的巨大飛躍,從細微之處漸漸擴大最終取得突破,不正是科學研究的意義所在嗎?

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當然,除了曲速引擎理論,尋找遍布宇宙之中的蟲洞,或許也將是人類未星際旅行的方式之一。隨著人類物理學和航天技術的進步,黑洞、引力波等理論已經得到證實,或許不遠的將來,曲速引擎和蟲洞技術將成為現實,人類將開啟真正的星際旅行,人類的腳步也將邁入深邃的星空深處。

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