當前位置: 華文世界 > 科學

外星「曲速引擎」可能在時空結構中留下可辨識的訊號

2024-07-05科學

在浩瀚的宇宙中,是否存在比我們更為先進的文明?這些文明是否已經掌握了我們無法想象的技術,如「曲速引擎」,使他們能夠在宇宙中自由穿梭?最近的一項研究提出了一種全新的探索方式:透過觀察時空中的特定漣漪,或許我們可以找到這些神秘的外星技術留下的線索。這些漣漪,被稱為重力波,是由曲速泡發出的,而這種現象正是研究人員所關註的焦點。今天將帶您了解最新研究科學家是如何試圖在宇宙中捕捉到 曲速引擎 這種神秘的訊號。

曲速引擎,這一科幻小說中的經典概念,能夠使物體以超光速旅行。理論上,它透過在物體周圍創造一個看不見的球體,稱為曲速泡,收縮物體前方的時空,同時擴張後方的時空。這種方式本質上是移動了宇宙,使物體能夠比光速更快地從一個地點到達另一個地點。

曲速引擎的概念最早可以追溯到科幻小說的黃金時代,20世紀40年代和50年代。那些年,科幻作家如艾薩克·阿西莫夫和亞瑟·克拉克等人,透過他們的作品,激發了幾代人對太空旅行和先進科技的幻想。然而,真正使這一概念深入人心的是1960年代以來的【星際迷航】系列。這部經典科幻劇不僅為觀眾呈現了未來的太空探索畫卷,也引入了曲速引擎這一概念,使其成為科幻文化的一部份。

1994 年,理論物理學家米格爾·艾爾庫比爾提出了第一個現實世界版本的曲速引擎理論。這一理論被稱為艾爾庫比爾驅動,描述了一種可以透過扭曲時空結構實作超光速旅行的裝置。艾爾庫比爾的理論基於愛因史坦的廣義相對論,提出透過在物體周圍創造一個曲速泡,使時空在物體前方收縮,而在物體後方擴張,從而實作超光速移動。

艾爾庫比爾驅動的一個關鍵挑戰是它需要大量的負能量來維持曲速泡的存在。負能量是一種與普通物質不同的奇異物質,其性質目前尚不完全為人所知。在量子力學中,負能量的概念並非全新,但如何在宏觀尺度上產生和控制這種能量,仍是一個巨大的科學難題。

伊利諾州費米實驗室的物理學家唐·林肯在2023年關於該主題的文章中寫道:「某個聰明的人會有一個新想法,與我們當前對物理學的理解完全不同,然後,也許我們將能夠大膽地前往前人未至之地。」

雖然曲速引擎遠遠超出了我們目前的能力,但這並不意味著某些超級先進的外星文明還沒有找到答案。在新論文中,研究人員在6月4日上傳到預印本伺服器arXiv的論文中認為,我們可以透過尋找時空中的特定漣漪,即重力波,來發現曲速引擎,這些漣漪是由曲速泡發出的。

重力波是愛因史坦廣義相對論所預言的一種時空漣漪,通常由大品質天體的劇烈運動引起,如黑洞合並或中子星碰撞。2015年,雷射幹涉重力波天文台(LIGO)首次直接探測到重力波,這一發現證實了愛因史坦的預言,並開辟了重力波天文學的新紀元。

在新研究中,科學家們提出,可以透過觀察由曲速泡產生的特定重力波,來尋找外星文明使用曲速引擎的證據。

科學家認為以曲速移動的物體在穿越星系時不會產生任何重力波。然而,在旅程的開始和結束時,曲速泡的創造和隨後的破壞會產生重力波——尤其是在後者階段,研究人員稱之為「約束失敗」。

克拉夫說:「曲速泡的崩潰相當混亂,包含在泡壁中的奇異物質四處流動,泡壁中的時空曲率也在消散,這可能會產生一個強烈的重力波事件,具有特定的波長。天文學家已經可以透過像雷射幹涉重力波天文台(LIGO)這樣的尖端觀測站來觀測重力波,這有助於科學家解決一些關於擺動暗物質和黑洞碰撞等現象的最大問題。然而,曲速引擎產生的重力波與這些完全不同,這意味著像LIGO這樣的觀測站並沒有精細調整來尋找它們。

為了發現曲速引擎,科學家們必須花費時間在宇宙中搜尋不同波長的重力波,而不知道是否真有東西可以找到——這可能是時間和金錢的巨大浪費。

克拉夫說:「我們是否看到訊號是我們無法知道的事情,直到我們去尋找,盡管我對看到任何東西的可能性持懷疑態度,但我確實認為這足夠有趣,值得一試。」

艾爾庫比爾驅動的理論盡管令人興奮,但在現實中面臨許多不可逾越的障礙。首先,如何產生和維持負能量仍是一個未解之謎。其次,曲速泡的形成和維持可能需要遠超當前人類科技所能提供的能量。此外,曲速泡的崩潰過程可能會產生強烈的重力波,甚至有可能引發時空結構的不穩定。

即使如此,這一概念仍激發了科學界和科幻迷們的無盡遐想。許多科學家認為,未來某一天,我們或許能夠找到解決這些問題的方法,從而實作真正的超光速旅行。

外星文明和超光速旅行,這些看似遙遠的夢想,正透過科學家的不懈努力,逐漸變得可以觸摸。盡管我們目前還沒有找到確鑿的證據,但探索的腳步永不停歇。透過對重力波的深入研究,我們或許能夠在浩瀚的宇宙中,發現那些神秘的曲速引擎留下的銘印。讓我們懷著無限的期待,繼續關註這一領域的最新進展,見證科學帶來的奇跡。