你有幻想過星際旅行嗎？在許多科幻電影中，星際旅行是最常見的主題。只要登上先進的飛船，就能輕松在太空中遨游，只需要睡一覺，就能去到幾萬光年之外。

這種神奇的體驗想必是不少人的夢想，不然也不會有那么多的影視作品描述星際旅行了。比如在《星際迷航》中，人類就是通過曲速引擎，成功讓飛船的速度比光速還要快，在超光速的同時還回避了時間膨脹等問題，實現(xiàn)了真正的星際旅行。

隨著《星際迷航》的大火，不少向往宇宙的人就產生了疑問，曲速引擎到底是不是只是科幻產物，如果在現(xiàn)實中我們也能掌握這項技術，我們是否就能實現(xiàn)超越光速的星際旅行了呢？

光速飛行

在探討超光速飛行之前，我們需要冷靜一下，先來了解低一級的光速飛行。

光速，顧名思義就是光的速度，不過這個速度還有一個限定詞，那就是“真空中”，光速指的是光在真空中的速度。

這個速度是個精確值，每秒光可以走299792458米，有時也會取成3.00X米。

在這里我們需要解釋一下為什么光速是一個精確值，這是因為我們日常生活中對“米”的定義，就是基于光速和國際時間標準來設定的。

也就是說，就算在未來因為科技進步，我們對光速的認知更加準確，被改變的也不會是光速，反而是對“一米”的定義。

按照愛因斯坦提出的狹義相對論，光速可是宇宙中所以物質在運動時，或是信息在傳播時，可以達到的速度上限。

從人類第一次仰望星空開始，我們已經研制出無數(shù)飛行器了，但是就算到了21世紀的今天，人類能夠擁有的速度最快的飛行器——帕克探測器，其速度也只有每秒95000米，和光速實在是沒有什么可比性。

也就是說，到今天，人類還是沒能實現(xiàn)光速飛行。更殘酷的是，在愛因斯坦的理論中，人類永遠都不可能達到光速，這是任何有靜止質量的物體都不可能做到的。

要想使得一個有質量的物體以光速運動，必然需要一個無限大的能量才能實現(xiàn)，可是無限大的能量到底是多大，這是誰都無法回答的問題，這也讓光速飛行看起來十分不現(xiàn)實。

不過我們可以開一個“腦洞”，假設我們現(xiàn)在已經掌握了光速飛行的技術，能不能讓人類在宇宙中實現(xiàn)旅行，直接從地球飛到另一顆星球上呢？

如果能光速飛行，的確能實現(xiàn)星際飛行，不過就算拋開了燃料等技術問題，要想抵達另一顆星球所要花的時間，也有可能超越乘客的壽命。

倒不是筆者想潑冷水，實在是宇宙太龐大了，星球和星球之間的距離要比你想象中的遙遠得多。

一束太陽發(fā)出的光，要想抵達地球也需要走八分鐘，而被稱為“超級地球”的開普勒22b，它和地球的距離可是600光年。

這是什么概念？就算是以光速在宇宙中飛行，也需要600年才能抵達這顆宜居行星，而人類的平均壽命都還沒能達到100年。

而且隨著天文學和物理學的發(fā)展，要想實現(xiàn)星際飛行，飛船的速度不僅要達到光速，還必須超過光速，這是因為無數(shù)的觀測結果都在顯示，宇宙正在加速膨脹，其他星球遠離地球的速度會越來越快。

這個時候，筆者就想起了電影中描繪的曲速飛行，假設人類能掌握曲速技術，是不是就能實現(xiàn)宇宙星際旅行了？

曲速飛行

《星際迷航》中的曲速飛行可不是通過黑洞直接“閃現(xiàn)”到宇宙另一端，也不是在兩個星球中做瞬時旅行。

簡單來說，曲速飛行是先在飛船周圍創(chuàng)造出一個類似“氣泡”的東西，經由這個“氣泡”飛船不僅可以實現(xiàn)超光速飛行，還能在正常時空中繼續(xù)與其他物質產生相互作用。

這種技術乍一聽好像已經不是科幻而是玄幻了，但實際上，曲速飛行的背后的確存在著一些科學理論。

這個科學理論被稱為海姆理論，是由德國物學家布克哈德·海姆在1957年提出的。海姆希望能找到一種方法，從而解決量子理論和廣義相對論之間的兼容問題。

從廣義相對論，我們了解到時空是可以發(fā)生扭曲的，這也是引力的本質。當物體的質量越大時，它能造成時空扭曲程度就越大，也就是引力越大。

既然時空可以被質量影響，從而發(fā)生改變，那么是不是可以利用這個特點，在宇宙中制造一個引力場，也就是“氣泡”，通過這個引力場來折疊空間，從而縮短距離。

我們可以想象宇宙是一張紙，而地球和另一個星球分別位于這張白紙的兩端。如果直接從這一邊飛到那邊，那這段距離實在太遠了，而如果我們制造一個引力場，把這張白紙對折起來，那么這兩個點之間的距離就被大大縮短了。

如果能折疊空間，那么曲速飛行并不會和相對論相矛盾，因為曲速飛行是在原空間內實現(xiàn)的，不需要打開多維度的空間。

因為只是改變空間的結構，飛船甚至不需要達到超光速，被改變的空間本身就能為飛船提供一個加速度了，也正是因為這個原因，曲速技術好像的確存在一些可行性。

海姆為了證明自己的理論，還專門發(fā)明了量化時空的數(shù)學公式。雖然海姆認為這套理論可以從基本物理常數(shù)中推導出粒子的質量，經由自己公式所計算出的質量也符合實驗結果，但是這個理論到今天也沒有得到證實。

當海姆提出自己的看法時，并沒有得到科學界的廣泛認可，海姆理論還被當做非主流科學。不過，依然有不少物理學家嘗試通過他的理論和公式，推進太空飛行器和超光速的發(fā)展。

除了海姆，墨西哥的物理學家米給爾·阿庫別瑞在1994年時也提出了類似的理論。

阿庫別瑞根據(jù)愛因斯坦方程，提出了波動方式展延空間。這個空間的特征是前方是收縮的而后方是擴張的，前后空間的軸向就是飛船航行的方向，在這個“曲速泡”中，飛船會被空間改變而產生的波推動著前行。

這和海姆理論類似的點就是，飛船本身不需要超越光速，它之所以能夠移動，是因為空間被改變了。

不過，阿庫別瑞的理論雖然在數(shù)學上是可行的，但是其他物理學家認為，他的計算結果，沒有物理學上的意義，而且人類也造不出他所說的這種裝置。

無論是海姆還是阿庫別瑞，他們的理論即使有一定可行性，甚至符合廣義相對論的內容和愛因斯坦場域等式，但是以目前人類的科技水平來說，曲速飛行還是只能存在于大銀幕中。

星際探索

不過，科學家們可沒有放棄探索宇宙，除了海姆和阿庫別瑞提出的曲速引擎，其他物理學家也提出過不少關于星際飛行的理論。

比如超空間引擎，這種飛行方式就是瞬時飛行，讓飛船通過一個超空間，從而到達宇宙的另一邊。

超空間引擎背后的理論是弦理論，這個弦理論可大有來頭，它被認為是人類目前已知的，唯一一種能夠融合廣義相對論和量子力學的方式，只有超對稱的弦理論能夠避免快子問題。

因為弦理論中包含著許多深奧的知識，在這里我們就不展開敘述了。簡單來說，弦理論說的就是宇宙中存在多維度的空間，而超空間引擎就是一種能夠幫助人類在多維時空中穿梭的裝置。

當然弦理論也是一種科學設想，科學家們還在努力研究中。

現(xiàn)在人類能抵達的另一顆星球是月球，在人類的計劃中，下一顆將會被印上人類腳印的星球則是火星。

海那邊的馬斯克在2002年時就創(chuàng)辦了Space X來實現(xiàn)火星殖民的目標，不過他的“史上最強火箭”——星艦，在今年第一次發(fā)射時就炸了。

雖然星艦炸了，但是Space X的團隊認為它只要不在發(fā)射臺上爆炸已經是成功了，更何況這次發(fā)射還刷新了前幾次原型機測試時的飛行高度。

我們國家一直一步一個腳印地發(fā)展航天事業(yè)，按照計劃，在2033年時，我們會進行首次載人火星探測，之后還將從火星上帶回樣本進行研究。

結語

星際航行在現(xiàn)在還只能存在于科幻作品中，但是隨著科學家的研究，在未來，曲速飛行或許就能成為現(xiàn)實。

這可不只是一個美好的愿望，曲速引擎的理論一直都在發(fā)展，并且越來越具有可行性。

在亞歷克賽·博布里克和詹尼·馬爾蒂雷發(fā)表的論文中，他們就介紹了一種名叫軸對稱曲速引擎模型的東西，在這個模型中，飛船的質量“僅”需要像一顆行星那樣就行了，這樣，飛船在亞光速下就能實現(xiàn)曲速飛行。

現(xiàn)在人類并沒有掌握這種技術，但以后的某一天，我們或許就能聽到關于飛船成功實現(xiàn)曲速飛行的消息。