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曲速引擎究竟有多強大?人類掌握,便可在廣袤宇宙中自由穿梭!

2024-03-28科學

人類的夢想是踏入無垠的星辰大海,但宇宙中遙遠的距離卻成為我們難以跨越的障礙。以太陽系為例,其半徑約為 1 光年,而人類目前飛得最遠的探測器——旅行者 1 號,歷經 40 多年,也僅飛行了約 243.3 億公裏,僅約 0.0026 光年。然而,或許在不久的將來,人類將憑借更強大的科技,自由馳騁於浩瀚宇宙。

在眾多科幻作品中,都描繪了超光速飛行的科技,比如科幻電影【星際迷航】中提到的「曲速引擎」推進裝置。這種引擎可以彎曲空間的幾何結構,讓宇宙飛船在空間的「推動」下持續前進。由於這種推進方式可以避開狹義相對論的限制,因此在能量足夠的情況下,宇宙飛船能夠實作超光速飛行。

很長一段時間裏,曲速引擎都只存在於科幻領域。但 1994 年情況發生了改變,墨西哥理論物理學家米格爾·阿庫別瑞根據廣義相對論建立了一個名為「阿庫別瑞度規」的時空數學模型。簡單來說,「阿庫別瑞度規」允許宇宙飛船將自己包裹在一個由彎曲空間形成的「曲率泡」中,然後透過類似波動的方式使「曲率泡」及其中的宇宙飛船不斷前進。

這種推進方式的精妙之處在於,宇宙飛船相對於「曲率泡」中的空間是靜止的,不會產生狹義相對論中的「質增效應」。如此一來,超光速飛行成為可能。自「阿庫別瑞度規」提出後,曲速引擎就從科幻變為理論上可行的推進裝置。

那麽,曲速引擎到底有多強大呢?這主要取決於它使空間彎曲的程度。曲速引擎分為 10 個等級,曲速 1 級對應 1 倍光速,而曲速 10 級則對應無限快的速度。隨著曲速等級接近 10 級,其速度也會呈指數級上升。

以曲速 9.9999 級為例,我們只需兩分多鐘就能飛出太陽系,即使是遠在 254 萬光年外的仙女座星系,也只需 10 多年就能抵達。更重要的是,這還不是曲速引擎的極限速度,只要能量足夠,速度還能進一步提高。

可以說,掌握了曲速引擎技術,人類就能在宇宙中自由穿梭。但這一技術真的能夠實作嗎?目前尚無定論。不過,科學家在研究中已取得一定進展。例如,2021 年,一個來自無限空間研究所的研究團隊在實驗室中利用「卡西米爾效應」,成功制造出一個具備曲速引擎所需「曲率泡」特征的納米結構。

雖然這只是一個微觀尺度的納米結構,但它為我們帶來了一線曙光。也許在不久的將來,人類真的能夠制造出曲速引擎,實作探索星辰大海的夢想。