當前位置: 華文問答 > 科學

9.9級曲率引擎可以實作3052倍光速,為什麽科學家還感覺不夠用?

2024-04-13科學

困擾人類的難題有很多,面對浩瀚宇宙,其實目前人類最主要的問題就是: 「宇宙太大了!」。

宇宙到底有多大?這個問題沒有標準答案,目前人類的可觀測宇宙範圍大約是一個直徑900億光年左右的球形空間,可觀測宇宙之外的光線因為宇宙膨脹永遠無法抵達地球,我們也因此無法觀察可觀測宇宙之外的宇宙空間。

宇宙最快的速度是「光速」——299792458 m/s,大約每秒30萬公裏。用光速,從太陽到地球只需要8分鐘左右,目前光速是人類在宇宙中發現的物體運動最大速度,換句話來說,光速就是宇宙中速度的極限,光走這麽快是因為宇宙中的速度最多就是這麽快。

光速和任何速度相加,得到的還是光速,和光源本身的運動速度無關,其次,物體的質素也和它的運動速度有關,一個物體的運動速度越快,它的質素就越高,但是也有一個前提,那就是這個物體的運動速度必須足夠快才行,比如說這個物體的運動速度達到了光速的五分之一或者是三分之一時,質素變化才會明顯,如果速度不夠快,增加的質素幾乎可以忽略。

越接近光速,物體的質素就會變得越大,物體的速度接近光速時,它的動質素將趨於無窮大,所以任何有質素的物體都不可能實作光速移動,人類未來的宇宙飛船正常情況下只能以「亞光速」移動,宇宙中只有光子這樣靜止質素為零的基本粒子才能實作光速運動。

光速看似很快,其實在宇宙中光速並不算快,這是一個很簡單的尺度問題,人類走路的速度顯然沒有汽車的速度快,但是在家中活動,我們的走路速度就足夠了,想要去其他城市的時候,走路的速度不夠我們可以用汽車,但是在更大的尺度下,比如說前往其他國家的時候,就需要用到飛機或者輪船這樣的交通工具了。

在太陽系中,人類目前的航天器材還夠用,在離開太陽系後,就顯得有些不足了,直至今日人類也沒有一個探測器可以成功離開太陽系,太陽距離最近的恒星比鄰星大約4.2光年,也就是說就算人類實作光速,也需要4年多的時間才能抵達距離我們最近的恒星系。

人類在未來肯定會探索其他恒星系,而光速就是放在我們面前的第一個難題,如果宇宙最快的速度就是光速,我們想要探索其他的恒星系就需要十分漫長的時間,而人類最缺少恰好就是時間,想象一下,我們的宇宙飛船抵達其他恒星系需要數十年甚至是上百年,如此漫長的時間我們還怎麽展開探索呢?

所以,超越光速是人類未來必須要實作的目標,否則人類就會因為資源有限,被困在一個很小的範圍內,最終消失在宇宙中。

但是,超越光速真的就可以解決這些問題嗎?

超越光速的希望——曲率引擎

其實,科學家早就想象出了一種不違背物理定律,同時還能讓飛船超越光速的辦法,它就是科幻電影中經常提到的「曲率引擎」。

曲率引擎利用了物理學中的「漏洞」,並不是和常規的引擎一同提供動力驅動飛船移動,而是在飛船周圍制造一個「時空泡」,利用宇宙中的空間曲率讓飛船實作超光速運動,從本質上來說飛船沒有移動,而是飛船周圍的空間發生了變化,讓飛船得以實作超光速移動,所以這種方法不會違背我們的物理定律。

重力,其實也是一種時空的彎曲,物體的質素會影響周圍的時空,導致時空發生彎曲,這種彎曲會以重力的形式呈現出來,這也是為什麽質素越大密度越高的物體產生的重力就越大。

如果我們可以制造一個機器,這個機器把飛船後方的時空曲率降低,那麽飛船前方的空間因為曲率更高,會把飛船向前拉扯,這就是「曲率引擎」,不過在科幻電影的設定中,這種十分先進的「曲率引擎」其實是一種「相對落後」,甚至是「原始」的超光速飛行器。

我們可以看一下上面這張圖片,是曲率引擎等級對應可以實作的光速,9.9級曲率引擎可以實作3052倍光速,這已經是一種超乎想象的速度了,可是科學家仍然會覺得這樣的速度「不夠用」。

這是因為在宇宙尺度下,就算是3052倍光速也不夠快,比如說銀河系的直徑大約在20萬光年左右,3052倍的光速,也需要60多年才能橫穿銀河系,但是銀河系這樣的星系在宇宙中數不勝數,想要探索更廣闊的宇宙空間,3052倍光速自然「不夠用」了。

比曲率引擎更理想的空間旅行技術是「空間跳躍」,從宇宙中的某一個點開啟類似於蟲洞的時空洞, 可以在一瞬間跨越無比遙遠的距離,抵達宇宙的另一端,在這樣的技術面前,「曲率引擎」就顯得有點不夠看了。

不論人類的科技多麽發達,在整個宇宙面前,人類都顯得太過於渺小了,希望在未來的某一天,科學家真的可以實作超光速,讓我們可以探索更加遙遠的宇宙空間。