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曲速引擎究竟有多强大?人类掌握,便可在广袤宇宙中自由穿梭!

2024-03-28科学

人类的梦想是踏入无垠的星辰大海,但宇宙中遥远的距离却成为我们难以跨越的障碍。以太阳系为例,其半径约为 1 光年,而人类目前飞得最远的探测器——旅行者 1 号,历经 40 多年,也仅飞行了约 243.3 亿公里,仅约 0.0026 光年。然而,或许在不久的将来,人类将凭借更强大的科技,自由驰骋于浩瀚宇宙。

在众多科幻作品中,都描绘了超光速飞行的科技,比如科幻电影【星际迷航】中提到的「曲速引擎」推进装置。这种引擎可以弯曲空间的几何结构,让宇宙飞船在空间的「推动」下持续前进。由于这种推进方式可以避开狭义相对论的限制,因此在能量足够的情况下,宇宙飞船能够实现超光速飞行。

很长一段时间里,曲速引擎都只存在于科幻领域。但 1994 年情况发生了改变,墨西哥理论物理学家米格尔·阿库别瑞根据广义相对论建立了一个名为「阿库别瑞度规」的时空数学模型。简单来说,「阿库别瑞度规」允许宇宙飞船将自己包裹在一个由弯曲空间形成的「曲率泡」中,然后通过类似波动的方式使「曲率泡」及其中的宇宙飞船不断前进。

这种推进方式的精妙之处在于,宇宙飞船相对于「曲率泡」中的空间是静止的,不会产生狭义相对论中的「质增效应」。如此一来,超光速飞行成为可能。自「阿库别瑞度规」提出后,曲速引擎就从科幻变为理论上可行的推进装置。

那么,曲速引擎到底有多强大呢?这主要取决于它使空间弯曲的程度。曲速引擎分为 10 个等级,曲速 1 级对应 1 倍光速,而曲速 10 级则对应无限快的速度。随着曲速等级接近 10 级,其速度也会呈指数级上升。

以曲速 9.9999 级为例,我们只需两分多钟就能飞出太阳系,即使是远在 254 万光年外的仙女座星系,也只需 10 多年就能抵达。更重要的是,这还不是曲速引擎的极限速度,只要能量足够,速度还能进一步提高。

可以说,掌握了曲速引擎技术,人类就能在宇宙中自由穿梭。但这一技术真的能够实现吗?目前尚无定论。不过,科学家在研究中已取得一定进展。例如,2021 年,一个来自无限空间研究所的研究团队在实验室中利用「卡西米尔效应」,成功制造出一个具备曲速引擎所需「曲率泡」特征的纳米结构。

虽然这只是一个微观尺度的纳米结构,但它为我们带来了一线曙光。也许在不久的将来,人类真的能够制造出曲速引擎,实现探索星辰大海的梦想。