这是个科幻概念,但也是根据科学原理设想出来的。

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曲速引擎大家可能听得已经很多了。这是个科幻概念,但也是根据科学原理设想出来的。

曲速引擎的理论依据是爱因斯坦的广义相对论。根据广义相对论,存在于时空中的物质或能量会导致原本平坦的时空发生弯曲,并导致质能在时空中发生运动。

根据这一原理,一些科幻小说家设想了一种引擎,能够弯曲飞船前方的时空,并使之向飞船后方扩展。这样时空中就会产生一个内部平坦的泡,把飞船包裹在内。并实现“超光速”飞行。

但曲速引擎实现的并不是通常意义上的“飞行”,它实际上只压缩了飞船和目的地之间的时空,使得飞船的飞行距离大大缩短。

曲速引擎带来的另一个切实好处是能够消减近光速飞行带来的“时间膨胀”效应。

根据广义相对论,如果飞船的飞行速度越来越接近光速,飞船内部的时间流逝速度和飞船外部相比就会越来越慢。在一艘以高速飞行的飞船内,船员通过休眠,用几十年时间到达了一颗恒星,而此时地球上可能已经几百年过去了,很可能已经面目全非。

但是如果使用曲速引擎,飞船本身的飞行速度可能并不需要很高。这样宇航员即使到银河系溜达一圈,回来后和家人的年龄差距也不会太大。

但是没有人知道究竟怎样制造一个曲速引擎。虽然一直以来有人提出各种理论。

近日两位物理学家Alexey Bobrick 和Gianni Martire则认为,曲速引擎应该是被一个持续运动的物质壳包裹起来的平坦时空体。这个物质壳能够改变其内部时空的特性。

这个原理听起来和汽车也差不了多少。汽车不也是一个被物质包裹起来的平坦时空么?但是根据研究人员的说法,曲速引擎能够改变内部时间的流逝速度,而汽车做不到这一点。

研究人员表示,这种曲速引擎不违反光速极限的理论设定,但需要某种常规推进系统作为辅助动力。

这种曲速引擎所需的能量比以往理论设想更接近现实。

一直以来人们认为,要让曲速引擎运转起来,必须使用一种“负能量”,一种能量值小于零的能量。显然在这个客观世界中,我们还没有发现过这种能量。

更大的挑战是,要让曲速引擎运转起来,所需的“负能量”总和,还要相当于我们整个宇宙

而在Alexey Bobrick 和Gianni Martire的方案中,建造曲速引擎可以只用“正能量”或只用部分“负能量”。不过所需的能量依然巨大。

有意思的是,在以往的曲速引擎设想中,引擎泡内部的时间流逝速度只有变慢一种可能。而新方案内部的时间既可以变慢,也可以变快。

所以假如有人得了不治之症,就用曲速引擎吧。调慢时间。这样等他再次出来的时候,世界上或许就有了解药呢。

假如你种菜嫌长得慢,就用曲速引擎吧。调快时间。过一会儿拿出来,它们就都成熟了。

还需要拔苗助长吗?

参考

Introducing Physical Warp Drives

https://arxiv.org/abs/2102.06824