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超光速飞行来了?美科学家称发现首个曲率泡,可助人类星际航行?

1977年人类发射了旅行者一号星际探测器,它的目标是探测四个远日行星后飞出太阳系,因为旅行者一号着重对土星的卫星土卫六进行了探测,导致失去了最佳时机,没有探测天王星和海王星就向外飞去。

44年过去了,旅行者一号目前距离地球230亿公里,按照它这几十年的平均飞行速度,要想飞出太阳系大约还需要17600年。这个时间对于人类文明来说是非常漫长的,况且这还是仅仅飞出太阳系,那个直径在2-3光年的普通恒星系。

这一切都在说明人类的速度太慢了,当然也跟宇宙的大有关联,太阳系作为一颗普通的恒星系,它是银河系内非常普通的一员,处在距离银心2.6万光年的悬臂上。而银河系和仙女座星系等50个星系构成了本星系群,大约覆盖了一块直径1000万光年的区域。同样本星系群又属于室女座超星系团,覆盖了一块直径1.1亿光年的区域。

就这样一级级仿佛永无止境,目前可观测宇宙直径大约是930亿光年,人类即是真的能达到光速,貌似在整个宇宙空间内都慢如龟速。

        爱因斯坦给人类速度加了限制

爱因斯坦作为前无古人后无来者的物理学大成者,它的科学成就鲜有人能匹敌。尤其是相对论的提出让人又爱又恨,爱因斯坦给速度加了限制,那就是有静止质量的物体永远达不到光速,理论上只能无限接近于光速,而信息的传递速度不能超光速。

当然宇宙中超光速的现象也是存在的,例如量子纠缠就是超越光速的,处于纠缠态的两个量子,即使位于宇宙的两极(比喻说法,宇宙没有两极),那么纠缠态也能瞬间完成。这个超光速并不违反爱因斯坦的光速限制,因为量子纠缠并不会传递信息,而目前量子通信也仅仅是加密作用,而不是实现通信的作用。

同样宇宙膨胀速度也是超光速的,这从宇宙的诞生时间以及它目前的范围来看,宇宙膨胀就是超光速的,但是这里并不涉及到有静止质量的物体,膨胀的是空间而非质量。第三种就是量子隧穿效应,它也是超光速的。

人类要想实现远距离的跨越飞行,可能只有依赖于爱因斯坦广义相对论预言的虫洞了,广义相对论曾经预言的黑洞和引力波等都已经被发现,但是虫洞的存在尚没有被发现。

而1994年墨西哥的物理学家阿库别瑞通过研究爱因斯坦广义相对论场方程,给人类超光速找到了一个缺口,这个理论也被大家称之为阿尔库贝利度规(Alcubierre metric),可以允许曲率驱动超光速飞船的存在。

        曲率驱动飞船或可以助人类超光速飞行

爱因斯坦广义相对论认为宇宙时空是弯曲的,质量越大的地方弯曲的曲率越大,那么不通过加速有质量的物体,例如人类的飞船,而是改变飞船前进路线上的时空曲率,也就是使飞船前边的时空收缩,飞船后边的时空膨胀,最后让时空拉着飞船在运动,在本质上就是时空的运动,飞船可以处于一个被称为“曲率泡”的东西里,可以保证不违反爱因斯坦的质增效应,实现超光速的飞行。

据介绍1996年美国国家航天局(NASA)就成立了一个部门或者说计划,主要是用来研究曲率驱动引擎的工作,或许感觉这个计划太烧钱,或者感觉太超前,在2002年这个计划就被叫停了。

2012年的时候物理学家哈罗德・怀特(Harold White)透漏了这样一个消息,他的团队正在为NASA研究超光速引擎,也就是通过曲率驱动让飞船超光速。

而最新消息报告称发现人类首个曲率泡的就是NASA的前专家哈罗德・怀特(Harold White),他主导的无限空间研究所(LSI)团队发现了首个曲率泡,这对于曲率驱动引擎的研究具有重大的推动作用,或许可以加速人类星际航行时代的到来。

广大吃瓜群众看到的就是这样的信息,美科学家发现曲率泡,这是否就意味着曲率驱动可以实现,人类星际航行就要到来了?

但实际上问题远没有那么简单,从他所发布的报告或者论文内容来看,这个曲率泡并没有被实际制造出来,只是在理论上会产生负真空的能量密度,也就是说按照他的设想理论是可以制造出曲率泡的。

在通俗易懂一点就是我的研究取得了重大的进步,要想进一步研究需要社会上的资金投入。当然无论怎么说物理学家哈罗德・怀特(Harold White)在曲率驱动引擎方面的研究是走在前列的。

          说在最后

人类期待超光速时代的到来,这样或许人类的脚步就会走得更远,目前可以依赖的方向可能就是爱因斯坦广义相对论预言的虫洞,再有就是通过曲率驱动的方式。但实际上对于人类来说要想实现星际旅行仅仅超光速是不够的,毕竟宇宙太大了,但无论如何未来还是可以期待一下的。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。