比光速還快的曲速航行,科幻電影裡的硬科技

科幻電影裡最吸引我們的不是突破現實的想象,而是能把想象變成現實的科技。

《流浪地球》中的第一步硬科技是地球停轉,通過安裝在赤道上的行星發動機,從地球自轉的反方向產生推力,一個要轉一個推它不讓轉,推方力氣夠大的話,地球能夠停止自轉。道理可行,技術上現在暫時做不到,可是並非無法實現,只要踮踮腳在不遠的將來就能實現。

理論上可行,踮踮腳就能夠著的硬科技,正是架通現實和未來的一道橋樑。很快能實現的預期對我們的誘惑遠遠大於漫無邊際的夢想。

比光速還快的曲速航行,科幻電影裡的硬科技

地球停轉是流浪地球的硬科技,現在來看另一部科幻影片中的硬科技--曲速航行。曲速航行是《星際迷航》裡的核心科技,也是理論上可行,技術上暫時做不到的一個設想。

比光速還快的曲速航行,科幻電影裡的硬科技

漫漫星空,每一顆星球距離我們都那麼遙遠。要到指引我們方向的北極星上去看看,以極限速度光速飛行的話,需要434年的時間才能抵達。如果按照星際迷航裡曲速航行的速度,飛到離地球434光年之外的北極星,以10級曲速前進的話,只需要158天的時間。

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你可能會說,曲速航行的速度快過光速很多倍,首先理論上不可行,沒有什麼東西能快過光速。對,你是對的。但是比光速更快的曲速航行並沒有打破愛因斯坦的光速不破理論。

愛因斯坦的相對論認為:宇宙中的速度極限是光速,沒有什麼物質的速度能夠超過光速。愛因斯坦的相對論還認為:宇宙中的時空是可以彎曲的

比光速更快的曲速航行立足於愛因斯坦的時空可變理論。

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曲速航行怎麼能在不打破光速最快的原則下超過光速呢?因為它改變的不是速度,而是空間路程。質量非常大的物體產生的引力能彎曲周圍的空間,比如遙遠恆星的光線經過太陽時會產生偏折。只要有足夠大的力量來扭曲一下你飛行的空間,你就能及時抵達目的地。

曲速航行不用同時改變兩顆星球之間的全部空間,只需要改變你飛船前後的局部空間。想象有一根空心的橡皮管拴在地球和北極星之間,你的飛船在橡皮管裡飛行。飛船前的空間突然收縮,飛船後的空間突然膨脹。你就像在一隻氣球的頂端,前面收縮的空間有股吸力在拉你,後面膨脹的氣球在使勁推你,你自個兒不動,前後空間一起發力把你從橡皮管的一頭送到另外一頭。

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飛船不動,沒有打破速度不能超過光速的定律。曲速航行利用空間扭曲,縮短了正常飛行需要的時間,旅行速度超過光速。

聽上去很美好的曲速航行,怎麼實現呢?星際航行中的曲速飛船安裝兩個不同用途的引擎,一個是用於收縮空間的頭部引擎,另一個是用於膨脹空間的尾部引擎。核聚變反應能夠收縮空間,核能引擎安裝在頭部。暗物質燃料能夠膨脹空間,暗物質燃料充填在尾部。

核能我們很熟悉了,核能引擎距離實施並不遙遠。暗物質是現在正在研究的東西,充滿宇宙空間,佔據高達85%的物質質量。圍繞在我們身邊到處都是的暗物質還處於黑暗不見的境地,把它抓出來也是指日可待的事情。

比光速還快的曲速航行,科幻電影裡的硬科技

不過在星際迷航影片裡面,曲速飛船使用的燃料不是暗物質,而是反物質。反物質最大的特點是遇到正物質會爆炸,產生巨大的能量,可以扭曲空間。宇宙大爆炸初始的時候物質和反物質一樣多,每一顆物質粒子都對應自己的反物質粒子。現在宇宙裡的某些地方還能觀察到大量的反物質存在,但在地球上卻找不到反物質的蹤跡,只能在實驗室裡製造。

我們用強子對撞機成功地製造過反物質,並把反物質保存在了磁場中。事實證實了製造反物質技術上可行,只是大批量製造反物質燃料目前還做不到。

無論是暗物質還是反物質,有據可依的燃料能夠彎曲空間,實現超越光速的曲速航行並非是天人說夢。

比光速還快的曲速航行,科幻電影裡的硬科技

科幻電影給我們描繪了一個未來,並非一個夢境。掛在枝頭的那顆蘋果真實可見,我們只要踮腳再踮腳就能摘到。

只要人類不停止探索的腳步,未來我們即能帶著地球去流浪,又能啟動曲速航行,遨遊太空。

有理論指導的每一個夢想在未來都能實現。我們能看到多遠,就能走到多遠。

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