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曲率飞行可以实现吗?

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人类探索宇宙的梦想已经很多年了通讯,但宇宙大尺度空间下,探索的瓶颈是飞船的速度,目前已知的宇宙最远的距离已经有百亿光年,就是光速都要几百亿年。离我们太阳系最近的恒星都有4.22光年。速度不突破,星际航行就无法实现。

为了解决宇航速度问题,科学家们想了很多办法,曲速引擎似乎使人们看到了曙光。

在科幻电影《星际迷航》中通讯,借助曲速驱动实现超光速的飞行,人们在星际间自由穿梭。曲速引擎是飞船的动力。

曲速引擎驱动的飞船并非是达到或超过了光速,而是通过对时空本身的改造来驱动飞船,利用物理学定律中的漏洞来打破光速不可超越的限制。

科学家们最新的研究发现“曲速引擎”并非不切实际,可通过对时空的人为控制达到超光速移动飞船的现象。在之前的计算中,研究人员认为这种装置需要消耗宇宙飞船无法承受的大量的能源,最早的估算表明,要想在合理的时间内到达星际目的地,所需要的能量大约相当于将整个木星的质量按照质能方程转换为纯能量。

但物理学家们通过最新的理论研究发现,通过改变引擎的形状,他能够把能量需求大为缩减,相当于将能量对应的质量从木星大小降低到了1600磅(约725.7千克)。由此,这种引擎的可行性得到了大幅提升。该理论似乎将这个科幻小说中的情节带回了现实之中。

云集美国国家航空航天局约翰逊航天中心的科学家和工程师们在“百年星舰”的研讨会上,提出了通过“曲速引擎”实现恒星际宇宙航行的议题,认为该技术是有希望实现的。物理学家米格尔•阿尔库维耶雷(Miguel Alcubierre)设想的“曲速驱动”方式是在一艘形状似足球状的宇宙飞船外形成一圈巨大的环,该环需要特殊的技术制造,其功能是使的飞船外部的时空弯曲并围绕着飞船,形成一个曲速泡。

宇宙飞船前后空间可进行收缩和扩张,而飞船本身却置于一个没有扭曲的时空泡中,也就是说只有曲速泡外的时空发生了扭曲,飞船所在的时空是平坦的。根据伊卡洛斯星际公司首席执行官、物理学家、博士后研究员理查德·奥伯塞(Richard Obousy)介绍:“在宇宙空间中,光速是恒定的,一切物体运行速度都要受到光速的限制,但曲速驱动是一个很酷的想法,通过‘编织’时空而避免了光速限制的定律。”按照这一概念打造的宇宙飞船,将能够实现10倍光速左右的宇宙航行速度,而且不破坏光速限制。

如果能够实现,飞船将会是被一个“曲率泡”裹挟着前进,它在本地参考系内将没有任何加速度,也就不会受到广义相对论的速度制约,而且不会出现时间变慢等相对论效应。

通过玩弄空间曲率,一艘飞船可以绕过爱因斯坦的速度限制。

如今,这项研究工作在许多国家加紧进行,但要实现如此大的跨越并非一日之功,会有一个长期艰苦的过程,会有一批科学家维持奉献毕生的精力。但非常值得期待。

不管怎样,人类已经脑洞大开了,总有一天,人类会攻克速度这个瓶颈,人类文明发展将进了一大步,人类探索和开发宇宙的梦想终会实现。

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