NASA研究可扭曲空間的曲速引擎
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宇宙中，離我們地球最近的恒星系統(tǒng)是半人馬阿爾法星系（Alpha Centauri），距離為4.4光年。如果按照Voyager-1（旅行者1號(hào)）宇宙飛船62136km/h的速度行進(jìn)，抵達(dá)半人馬阿爾法星系需要6.7萬(wàn)年，這對(duì)人類(lèi)而言是個(gè)過(guò)于漫長(zhǎng)的時(shí)間。雖然還存在許多不同的推進(jìn)系統(tǒng)，比如離子推動(dòng)器（ion drives），不過(guò)沒(méi)有一個(gè)能夠真正接近光速，并將星際旅行的時(shí)間縮短。 去年下半年，NASA組建了一支致力于曲速引擎（warp drive，也有譯作翹曲引擎）技術(shù)研究的小型團(tuán)隊(duì)（沒(méi)錯(cuò)，這不是科幻片，NASA真的打算玩扭曲時(shí)空）。這種曲速引擎如果可以實(shí)現(xiàn)，就能夠真正令星際旅行的速度達(dá)到和超過(guò)光速，讓人們完成許多過(guò)去無(wú)法完成的太空探索。
實(shí)際上早在1994年，墨西哥物理學(xué)家Miguel Alcubierre就提出了曲率驅(qū)動(dòng)的概念，而由Harold “Sonny” White領(lǐng)導(dǎo)的這支隊(duì)伍則嘗試對(duì)Alcubierre曲速引擎進(jìn)行一些改進(jìn)，當(dāng)然產(chǎn)出引擎實(shí)物的前提是人類(lèi)能夠解決如何制造與存儲(chǔ)反物質(zhì)的問(wèn)題。 White及其團(tuán)隊(duì)目前正在做的研究是探討這種曲速引擎實(shí)現(xiàn)的其他問(wèn)題，比如說(shuō)推動(dòng)所需能量、采用曲速引擎的飛船應(yīng)該長(zhǎng)什么樣子，以及以曲速推進(jìn)時(shí)會(huì)發(fā)生怎樣的情況。在接受媒體采訪時(shí)，Sonny White解釋了超光速旅行的可能性：“你以每小時(shí)3英里的速度步行前進(jìn)。然后踏上機(jī)場(chǎng)的傳送帶，此時(shí)你仍保持每小時(shí)3英里的步行速度，那么實(shí)際前進(jìn)的距離就遠(yuǎn)比不在傳送帶時(shí)多?！痹诮忉屢郧僮鲂请H旅行是怎樣的感覺(jué)時(shí)，White說(shuō)，“出發(fā)時(shí)就會(huì)有一個(gè)初速度，就像是在看影片快進(jìn)一樣?！?/strong>
先前Miguel Alcubierre所提出采用曲速引擎的宇宙飛船，是一個(gè)采用塔橋連接周?chē)h(huán)狀結(jié)構(gòu)的球形航天器，“想象一個(gè)橄欖球，周?chē)鷩@著環(huán)狀結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)和工作人員就在橄欖球中，而環(huán)狀結(jié)構(gòu)由外來(lái)物質(zhì)構(gòu)成”，這里所謂的外來(lái)物質(zhì)即是飛船的能量源，其實(shí)現(xiàn)方式就目前的研究來(lái)看，人類(lèi)對(duì)其仍知之甚少。 這種設(shè)計(jì)能讓飛船周?chē)臅r(shí)空扭曲，飛船前的空間收縮，飛船后的空間擴(kuò)張，而飛船本身位于一個(gè)沒(méi)有被彎曲的時(shí)空組成的扭曲時(shí)空泡（warp bubble）中。時(shí)空泡帶著飛船以10倍光速穿梭于時(shí)空間。從已有的宇宙觀察研究來(lái)看，這種時(shí)空的變形是可能的，不過(guò)在理論跨往哪怕實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中都有著很多的問(wèn)題。
Alcubierre曲速引擎的問(wèn)題有很多，比如說(shuō)人能否在這樣的氣泡中存活，不過(guò)其中最需要解決的問(wèn)題是達(dá)到光速所需的能量。在Alcubierre的原始設(shè)計(jì)中，這種曲速引擎所需的最小能量就約等于木星的質(zhì)能。去年，Sonny White為了解決這一問(wèn)題，就對(duì)Alcubierre的設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，包括將圓環(huán)結(jié)構(gòu)從扁圓改為形似甜甜圈的正圓，令所需能量下降到可由相當(dāng)于700kg旅行者1號(hào)的質(zhì)能推動(dòng)的程度。
不過(guò)，現(xiàn)在就考慮這種曲速引擎要真正投入實(shí)際使用還為時(shí)過(guò)早，NASA的這支研究隊(duì)伍雖然有了概念上的論證步驟，以期了解Alcubierre曲速引擎是否可運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，但微小的曲速泡卻與現(xiàn)實(shí)中的原型設(shè)備幾乎沒(méi)有關(guān)系，而且要找到用于環(huán)形結(jié)構(gòu)的“外來(lái)物質(zhì)”就是個(gè)不可知的問(wèn)題。所以期待超光速星際旅行的同學(xué)可能在有生之年也不會(huì)見(jiàn)到這種曲速引擎，唯一可感嘆的是我們的生不逢時(shí)。 該文章在 2013/8/24 12:13:55 編輯過(guò) |
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