如何研发能制造超光速飞船吗引擎?

2005年美国NASA利用德国科学家海姆的理論制造能制造超光速飞船吗,大家知道NASA现在的进展吗?
这只是理论上的概念不会有什么实际进展!
北京时间8月15日消息,据美国太空网报道媄国贝勒大学两名物理学家表示,未来的太空飞船可在周围形成一个时空气泡并在它的帮助下以超光速速度飞行。
科学家称这种能制造超光速飞船吗要在非常遥远的未来才可能出现并且需求助于暗能量,这是隐藏在宇宙不断扩张背后的神秘能量能够在不违背物理学原悝的前提下为飞船提供超级动力。
贝勒大学物理学家杰...
这只是理论上的概念不会有什么实际进展!
北京时间8月15日消息,据美国太空网报噵美国贝勒大学两名物理学家表示,未来的太空飞船可在周围形成一个时空气泡并在它的帮助下以超光速速度飞行。
科学家称这种能淛造超光速飞船吗要在非常遥远的未来才可能出现并且需求助于暗能量,这是隐藏在宇宙不断扩张背后的神秘能量能够在不违背物理學原理的前提下为飞船提供超级动力。
贝勒大学物理学家杰拉尔德·克利夫(Gerald Cleaver)说:“飞行过程就像是在冲浪飞船可在空间气泡的推动下飞荇,气泡的飞行速度可超过光速”从理论上说,大爆炸后不久的宇宙在暗能量作用下的膨胀速度超过光速暗能量在宇宙质能中的比重約为74%,暗物质则占22%正常物质——包括恒星、行星及其我们所能看到的一切事物——则占剩余的4%左右。这听起来有些不可思议但当前的證据显示,这种时空结构的扩张速度确实超过光速原因在于:光在时空结构中的传播本身就是一个扩张过程。
克利夫与贝勒大学研究生悝查德·奥伯塞(Richard Obousy)利用弦理论的最新观点构思如何利用暗能量为飞船提供推动力。他们的想法建立在“埃尔库比尔飞行”基础之上即扩夶飞船身后的时空,同时缩小身前的时空弦理论学家认为一共存在10个纬度,包括高度、宽度、长度和时间其它6个纬度大部分尚不得知,但世上万物都建立在假设中的一纬弦基础之上一种更新的理论“M理论”认为,这些弦会在另一个纬度中振荡
根据克利夫和奥伯塞的悝论,操控额外的纬度能够改变暗能量的高度、宽度和长度这种能力可以改变飞船所在的时空,充分利用宇宙中的暗能量克利夫在接受太空网采访时说:“在飞船身前的暗能量减少的同时,飞船身前的宇宙扩张速度也在减慢如果飞船身前的暗能量减少,飞船身前的空間将收缩”这种“钻空子”意味着能制造超光速飞船吗并不违背爱因斯坦的相对论。根据相对论物体需要无限的能量才能达到光速。
據贝勒大学的这两位物理学家估计操控额外纬度的暗能量所需要的能量能够将木星的全部质量转换成能量。克利夫说:“这无疑是一个巨大的能量我们仍需要相当长时间才能让产生如此巨大的能量成为一种可能。”超光速旅行是爱因斯坦秘梦寐以求的事情但从目前来看,这不过是一个令人憧憬的科学幻想

原标题:曲速飞船可超光速飞行科学家:这在理论上可行!

三体迷【科学边界专栏】探索宇宙是人类在好奇心驱使下而进行的永恒事业。然而数百亿光年的浩瀚宇宙幾乎让人绝望。因为爱因斯坦的相对论指出光速是宇宙中速度的极限。

就算以光速飞行到达距离太阳系最近的恒星系也要4年,而到达峩们的临近星系仙女座星系则要两百多万年于是,突破光速成了征服宇宙的关键所在

在科幻小说中,曲速引擎(Warp Drive)就是对超光速旅行嘚一种美好幻想这甚至成了经典科幻《星际迷航》的最为重要的元素之一。曲速引擎最令人着迷之处可能在于它在超光速的同时又巧妙哋回避了时间膨胀等相对论性的问题

正因如此,利用空间翘曲来推动飞船吸引了一批物理学家的注意其中,以米给尔·阿库别瑞最为人所知。阿库别瑞在爱因斯坦广义相对论的框架下提出了波动方式展延空间,让飞船乘着「曲速泡」前行因为飞船并未在曲速泡这个区间Φ移动,而是由曲速泡带着向前所以就算飞船超光速飞行也不会违背物体速度不可超过局域光速的铁律。更有意思的是阿库别瑞引擎茬数学上是完全可行的。然而阿库别瑞引擎在物理实现上却困难重重,这涉及到了神秘的负能量密度

悉尼大学的天体物理学家杰兰特·刘易斯也曾表示,超光速的曲速飞行至少在理论上是可行的。现在,我们要做的就是如何实现它,而负能量密度成了一个重要的突破口。

對于人类未来能否突破这个瓶颈实现梦寐以求的超光速旅行,刘易斯还是持乐观态度的他认为,回顾400年前牛顿时代人们的研究很多夢想现在都变成了现实。爱因斯坦的理论已经提出了100年仍有很大的开发潜力在未来100年或1000年,人类必定能揭开宇宙的更多奥秘实现超光速旅行也并非不可能。

值得一提的是在NASA曾经的突破性推进物理计划中,就包含了关于曲速引擎方面的推测性工作NASA的雄鹰工作实验室(Eagleworks lab)目前也还对此保留了试探性的研究。虽然这些尝试还非常初步但却是人类走向成功必须迈出的一步。

总之梦想还是要有的,万一实现叻呢

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早在克林贡帝国反击星际联邦聯合之前,艾萨克·阿西莫夫(当代美国著名小说家)撰写了记录银河帝国由盛转衰史诗故事的Foundation阿西莫夫的帝国由两千五百万个星球组成,咜们由在银河系中穿梭的飞船紧密联系起来

那么这些飞船使如何穿越星际的呢?很明显阿西莫夫在他的Foudation中解释为通过在多维宇宙中跃遷实现:

在三维空间中是不可能以超过光速的速度航行的…这意味着即使是十分临近的两个可居住星球之间的移动也需要数年的时间。而高维空间是一个难以想象出的领域它既不是空间或时间,也不是能量或许存在什么或者什么都没有。通过高维空间我们可以在一瞬間穿过整个银河系的长度。

妈蛋阿西莫夫到底再讲什么鬼!他知道什么是超光速旅行的秘密理论吗?他确实一点也不懂阿西莫夫使用叻一项伟大的科幻界传统:当在写小说时写到一个情节不符合现实中已存在的理论时,无视理论随便瞎编点啥用罗曼糊弄过去吧

你永远吔无法打败光速事实上,超光速旅行是不可能的建立银河帝国,联邦联盟或者任何可以横跨银河系的文明都是不可能的。但这也太不浪漫了为了避开宇宙速度极限的限制,科幻界创造了“曲速引擎”“高维空间”“子空间”以及其他的如今已经广为人知的词语当看箌这些词语时,标准的科幻迷肯定不会把它们想成别的涵义

宇宙速度极限是由光决定的我们为什么就是没办法超过光速呢?人们讨论的“音障”是指:物体速度超越音速时打破的屏障但光速是一个更难超越的屏障。科学家们在19世纪发展了光的理论它带来了一个特别的謎题:光的理论看起来告诉我们每一个观察者应该会测量出相同的光速,即186,000英里每秒但这意味着如果你试图抓住一束光,不论你跑的多赽光束将始终以186,000英里每秒的速度远离你。并且更令人惊奇的是如果你以99%的光速移动而你的朋友仍然站在原地,你们俩人都将观测到完铨相同的光速

当时的许多科学家并不十分相信这个奇怪的预测,美国物理学家阿尔伯特·迈克耳孙(以及他的合作者爱德华·莫理)开始测量甴于地球在宇宙中的动量变化而导致的光速变化但他们有名的Michelson-Morley experiment 迈克耳孙-莫雷实验发现光速并没有任何改变。从它们和地球的运动方向相哃或相反方面光速将会始终不变,而从另外一些方面——这可是一个罕见的没有发现比有发现更重要的例子

爱因斯坦和相对论爱因斯癍没有试着去解释使什么导致光的这种诡异的性质,而是仅仅试着去接受它他建立了一整套理论,称作special relativity狭义相对论它的中心思想是不論任何人以任何速度相对于光移动着,他们测量出的光速都是相同的。为了使光合理的拥有这种行为爱因斯坦的理论预言时间和空间會因为某人以不断增长的速度移动分别被拉长和压缩。并且狭义相对论产生了宇宙速度极限:任何物体的速度都不可能超过光速

相对论昰所有现代物理的基石,我们没有理由去怀疑它——没有人观察到能超光速运动的物体这里有一个需要注意的小细节“爱因斯坦所指的速度极限是光在真空中的速度。当光穿过例如水或玻璃的材料时它的速度会减慢,这就物体使超过这个减慢的速度成为可能——所以極限速度当然得取决于真空中的光速。任何物体在水中或玻璃等物体中以超光速运动会产生发光的等效音爆被称作?erenkov radiation切连科夫辐射。就是咜使水下核反应堆发出迷人的蓝色光芒

但是关于曲速引擎在所有试图摆脱爱因斯坦速度极限的努力中,看起来有道理的也许是理论物理學家Miguel Alcubierre的“曲速引擎”Alcubierre的建议是试着不去违背宇宙极限速度,而是和它共存试着在一个油腻的平底煎锅上倒满水,而后在水面上滴入一滴肥皂水油滴就开始朝的锅沿那边移动(补充:首先油水不相容,但加入肥皂水之后水面的曲率状态不再均匀,油滴由于水面曲率的变囮而发生了移动)

Alcubierre的曲速引擎说的是就是空间其本身。Alcubierre表示通过一个合适的物质分布你可以在你的宇宙飞船前压缩空间,之后在飞船后拉伸它在飞船外创造一个小小的泡泡使你想移动多快就有多快。由于空间在飞船前是压缩状态飞船将不可能绝对意义上的比光速还快。事实上飞船对于曲速泡泡来说是相对静止的,而在飞船里的人甚至感觉不到任何的加速让我们来谈谈平稳行驶可行吧!

这儿只有一個小小的问题…Alcubierre的空间曲速仅仅在违背“弱能量条件”时产生。科学家们无法证明弱能量条件是正确的而违反这一条件将会产生许多奇怪的现象,比如负能量密度虫洞和时间机器的存在可能。听起来很酷不是吗但事实上我们从未发现任何违反弱能量条件的现象存在。所以Alcubierre曲速引擎可以说在物理学的模糊地带占据了一席之地它并不被所有人认同,也不是完全的胡编乱造

我们人类最终将如何抵达别的煋球?写着“超光速旅行”的大门已经“砰”的在我们的面前摔上了我们不得不开始继续寻找别的途径啦!撒~目的地使星辰大海!继续努力吧少年少女们!

参考资料

 

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