曲速引擎:曾被寄予厚望 現遭“一瓢冷水”


曲速引擎:曾被寄予厚望 現遭“一瓢冷水”



一幅1998年的插圖 , 展示了飛船利用負能量進行時空扭曲并超越光速 。 圖片來源:NASA
2008年8月 , 美國國防部曾與幾十名研究人員簽約 , 委托他們探尋最先進的航空航天技術 , 其中包括人類前所未見的推進、發射和隱形技術 。
2010年4月 , 研究團隊就推進技術方面 , 遞交了一份長達34頁、名為《曲速引擎、暗能量和利用額外維度》的報告 。 直到最近 , 這份神秘的報告才對外公開 。
報告的結論是什么?曲速引擎何時會實現?人類可能進行超光速旅行嗎?
這份報告其實還比較樂觀 , 但理論物理學家卻告訴我們:零可能 。
深孚眾望的曲速引擎
我們知道 , 人類若希望挺進更深遠的宇宙 , 必須要出現比化學能火箭更先進的推進系統 。
曲速引擎(Warp drive)這一概念 , 是《星際迷航》系列中最常見且最吸引人的存在 。 它屬于一種超光速推進系統 , 和跳躍引擎、星際傳送器等科幻作品中的設備作用相似 , 但理論不同 。
曲速技術在設定上 , 并不允許在兩點間進行瞬時旅行 。 而是設想通過在宇宙飛船周圍產生一種正常時空的人工“泡泡” , 使飛船能夠以超過光速幾個數量級的速度航行 , 既保證了安全 , 又回避了時間膨脹的相對論性的問題 。 正因如此 , 曲速引擎才被視為人類理想的推進工具 。
除了國防部 , 美國國家航空航天局(NASA)也一直在跟進這項技術 。 2015年5月 , NASA在約翰遜航天中心設立的工作室展開了所謂的曲速引擎實驗 , 在模擬太空環境的真空中對這種科幻級的動力系統進行了測試 。 但結果卻引起一片嘩然 , 因為他們是通過一套被稱為EmDrive的動力裝置獲得的推力 , 并非靠扭曲時空行進的曲速引擎 。 更重要的是 , 這套方案的問題實在不小——EmDrive是違背基本物理法則的 , 許多專家都認為 , NASA的研究結果或為實驗誤差所致 。
一份理想化的報告
日前公開的曲速引擎報告指出 , 從未見過的更高維度以及神秘暗能量 , 可能并不像人們認為的那樣遙不可及 。
報告稱 , 控制更高維度空間 , 或許就是在技術上掌控暗能量密度的源頭所在 , 最終能夠在新型推進技術 , 尤其是曲速引擎的研發過程中扮演重要角色 。 借助曲速技術 , 前往太陽系行星只需短短幾個小時 , 而不是幾年;前往本地恒星系統也只需要幾周時間 , 而不是數十萬年 。
報告列舉了一些行之有效的物理學思想 , 除了暗能量外 , 還有廣義相對論、描述量子“真空能量”存在的卡西米爾效應、認為存在7個額外維度的M理論等 , 并表示我們可以利用這些“工具”研制曲速引擎 , 進而繞過愛因斯坦提出的一個基本法則——真空內任何物體的速度都不可能超越光速 。
其方式就是利用大量暗能量 , 將額外維度膨脹成一個“泡泡” 。 這個泡要大到能容納一艘體積100立方米的飛船 , 飛船前方的時空收縮 , 后面的時空膨脹 , 推動“泡泡”和飛船 , 使其像在一條時空通道中穿行一樣 。
【曲速引擎:曾被寄予厚望 現遭“一瓢冷水”】這樣確實無需在技術層面超光速 。 但報告承認 , 他們的結論還只是推測 , 完全理解暗能量的本質可能還需很多年的努力 。 但在大型強子對撞機取得突破以及M理論發展的前提下 , 人們或將在了解暗能量方面出現飛躍 , 從而實現技術革命 。
“潑冷水”的理論學家
下一代太空驅動技術的討論總能令所有人激動 。 但加州理工學院理論物理學家肖恩·卡羅爾對這份報告進行了詳細研究 , 他的結論是:“這份報告將理論物理學的細枝末節加以裝扮 , 讓它們似乎有潛力應用于現實世界 , 但事實并非如此 。 ”

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