在這個(gè)宇宙中,物理法則無處不在,它們約束著這個(gè)宇宙,按照一定的規(guī)則來運(yùn)行。
其中一個(gè)法則,是對速度的約束,那就是光速。光在真空中的速度大約是30萬公里每秒,這是宇宙中最快的速度。愛因斯坦告訴我們:宇宙中沒有什么可以加速到光速。
可是,人類就是這樣,從來都不信邪,才會(huì)有各種各樣科學(xué)的突破。盡管從理論上來說,人們都理解光速的無法超越?墒牵廊挥腥俗巫尾痪,想要打破這個(gè)“規(guī)則”。
1994年,墨西哥物理學(xué)家明戈·阿爾庫貝利提出了一種方案,或?qū)⒔鉀Q光速限制的問題,那就是曲率驅(qū)動(dòng)引擎,又叫曲率引擎。
所謂的空間,是三維立體的,有長、寬、高三個(gè)維度,看起來是均勻分布的——這個(gè)看起來是沒錯(cuò)的,如果空間不均勻,豈不是我們走到某個(gè)地方,就會(huì)被拉長或者壓扁?
科學(xué)家卻告訴我們:空間確實(shí)不永遠(yuǎn)是均勻的,它有的時(shí)候是彎曲的。三維時(shí)空的彎曲也許難以理解,但是我們可以將三維空間降維到二維平面來理解。如果有一張平鋪的網(wǎng),它就是二維的空間。如果你用力按住某一部位,它就會(huì)凹陷下去。凹陷的多少,被稱作它的曲率,這取決于你用多大的力來按它。
或者形象地來比喻,假如你駕著一只小船在河上滑行,結(jié)果突然小河到了盡頭,前面是一個(gè)巨大的瀑布。然后你和你的小船在瀑布處墜落,下落的速度將會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過滑行的速度。
同樣的,在宇宙中,如果找到三維時(shí)空的“瀑布”,或者說它的“凹陷”處,借助時(shí)空的彎曲,就可以實(shí)現(xiàn)超高速運(yùn)行。
而宇宙中,空間的分布非常詭異,每一處都不算是絕對“平整”的。因此,為了能夠?qū)崿F(xiàn)更好的加速,還需要把后方的空間“拉成”平整的。
那么,這個(gè)方法為何被認(rèn)為是突破光速的解決方案呢?
科學(xué)家指出:和以往其他的加速原理不同,本質(zhì)上來說,曲率驅(qū)動(dòng)引擎的能量并非是用于加速航天器本身,而是制造一個(gè)可以加速的環(huán)境。還是以小河劃船的例子來說明:一個(gè)人劃船的速度,可能只有10公里的時(shí)速,不論他吃了多少飯,哪怕打了興奮劑,也不會(huì)超過15公里。而如果滑到瀑布邊緣開始下落,按照牛頓定律簡單計(jì)算,只需要半秒的時(shí)間,就超過這個(gè)速度了。
因此,曲率驅(qū)動(dòng)引擎并非是簡單地給航天器加速,所以原理不同。而在曲率驅(qū)動(dòng)引擎所在的空間內(nèi),它并沒有超過光速,只是隨著空間的扭曲而變化,就和宇宙邊緣的膨脹速度可以超過光速一樣的原理。而且,這樣一來,航天器飛行所需要的能量,也可以大大減少。
比如我們想去火星,可以在地球和火星之間將空間扭曲,然后航天器通過“墜落”的方式,“掉”到火星,就非常快了。
2012年9月14日于美國宇航局約翰遜空間飛行中心舉辦的星際飛船100周年研討會(huì)上,該局科學(xué)家哈羅德·懷特對曲率驅(qū)動(dòng)引擎做了預(yù)測,指出這種航天器應(yīng)該是一個(gè)環(huán)狀的結(jié)構(gòu),類似于甜甜圈的外形。
對于曲率驅(qū)動(dòng)引擎,劉慈欣在《三體》中也有描述?雌饋,它或許真的是人類星際航行的一個(gè)解決方案。目前,也有一些科學(xué)家在做相關(guān)的研究,約翰遜空間飛行中心也正在實(shí)驗(yàn)室研究曲率場干涉儀。
或許在不遠(yuǎn)的將來,曲率驅(qū)動(dòng)引擎就可以實(shí)現(xiàn)。那么,人類突破太陽系的夢想,也將終于成真。
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