你是否曾仰望星空,幻想自己能像科幻作品中的主角一样,驾驶着宇宙飞船,在浩瀚的宇宙中自由穿梭,瞬间跨越遥远的星际距离?我猜,不少朋友都有过这样的幻想,毕竟宇宙的神秘与浩瀚实在太吸引人了。而曲速引擎,似乎给我们的这个幻想带来了一丝实现的曙光。但一旦人类实现曲速引擎,真就能在宇宙中随意穿梭了吗?今天咱们就一起来唠唠这个有趣又充满挑战的话题。
先来说说啥是曲速引擎。这概念最早出现在科幻作品里,后来科学家们受此启发,真的开始研究起来。简单来讲,曲速引擎和我们常见的推进式飞行器原理完全不同。它是利用空间的折叠来进行航行的,就是把飞行器前部的空间压缩,后部的空间膨胀,这样飞行器就处于一个被称为曲速泡的空间之中。航天器在曲速泡内并不会真正地移动,而是曲速泡造成了空间自身的移动,有点像咱们神话故事里 “缩地成寸” 的手法。所以,光速的限制以及时间膨胀的效应,在曲速泡内的飞船上并不会产生影响。而且,飞船在泡内始终处于自由落体状态,也不会有加速度带来的重力影响,从理论上来说,这种航行方式很适合人类穿梭于太空。
那为啥我们这么渴望实现曲速引擎呢?大家都知道,宇宙实在太大了。就拿我们熟悉的太阳系来说,从地球到火星,近的时候也有 5500 万公里,远的时候能达到 4 亿公里。咱们现在最快的探测器,要飞到火星都得好几个月。要是想去太阳系外的其他恒星系,比如离我们最近的半人马座比邻星,它距离我们大约 4.2 光年,就算以光的速度都要跑 4.2 年,而人类目前制造出的最快的科技产品,速度也仅仅只能保持每秒 72 公里,这要是去比邻星,得花上好几万年,简直不敢想象。所以,要是能有曲速引擎,实现超光速飞行,那星际旅行就不再是遥不可及的梦想了。比如说,按照曲速引擎的分级,曲速 9.9999 级能达到惊人的 199516 倍光速,若以这个速度飞行,横越银河系也只需要半年时间,这简直快得超乎想象。
不过,理想很丰满,现实却很骨感。要实现曲速引擎,我们面临着巨大的挑战。根据科学家的研究,实现阿库别瑞引擎(一种曲速引擎理论模型)中的曲率泡,需要两种物质,一种是普通物质,用来压缩空间形成曲率泡的前半部;另一种则是奇异物质,它可以产生负能量,使空间膨胀形成曲率泡的后半部。但尴尬的是,奇异物质目前我们还不知道是什么,只是存在于理论之中。而且,要产生并容纳飞船那样级别的曲率泡,需要非常庞大的负能量,这对于现在的我们来说,几乎是不可能完成的任务。
虽然困难重重,但科学家们并没有放弃。2021 年 3 月,有物理学家发表论文,提出了一种只需要正常物质就可以维持曲率泡的理论。只不过,这些正常物质需要形成一种奇异的波,也就是孤子,它可在飞船周围形成类似菱形的曲率泡。但即便如此,形成这样的曲率泡需要的正常物质也是巨大的,根据计算,一个百米级别的飞行器,其需要的能量大概会是数百个木星质量,这显然远远超出了我们目前的能力范围。
还有一些科学家从其他角度进行研究。比如美国宇航局的哈罗德・G・怀特博士,他对曲速引擎所需的能量进行了新的计算,发现通过将环的形状调整为更像是一个圆形甜甜圈而不是一个平坦的环,曲速引擎所需的能量可以由类似于 NASA 在 1977 年发射的 “旅行者 1 号” 探测器的质量大小来提供。他还发现,通过随时间的推移振荡空间扭曲的强度,消耗将进一步减少。他和同事甚至已经在实验室中开始了一个小型曲速引擎器的实验,试图在实验室中产生微小的时空扭曲,这个实验被称为 “怀特 - 朱代翘曲场干涉仪”。虽然目前还只是在非常小的规模上进行探索,但这也让我们看到了一丝希望。
咱们再退一步讲,就算真的实现了曲速引擎,在宇宙中随意穿梭也不是一件简单的事。宇宙中充满了各种未知的危险,比如小行星、辐射、黑洞等等。就像在地球上开车,就算车跑得再快,要是路上到处都是障碍物,也很难畅行无阻。而且,宇宙中的环境极其复杂,我们对很多地方的了解还非常有限,怎么保证飞船在穿梭过程中的安全,也是一个大问题。
总的来说,曲速引擎确实为人类实现星际旅行带来了希望,但要真正实现它,并在宇宙中随意穿梭,我们还有很长的路要走。不过,人类的探索精神是无穷的,从古人仰望星空,到如今我们不断发射探测器探索宇宙,每一次的进步都离不开我们对未知的好奇与追求。也许在未来的某一天,我们真的能驾驶着装备曲速引擎的宇宙飞船,在宇宙中自由翱翔。但在那之前,我们还得一步一个脚印,踏踏实实地进行科学研究。
好啦,今天关于曲速引擎的话题就聊到这儿。希望大家能继续保持对宇宙的热爱,要是你对这个话题有什么想法,欢迎在评论区留言讨论。别忘了给我点个赞,关注一下,说不定下次就能和你一起探讨更多有趣的科学话题啦,祝你生活愉快,天天都有新发现!