曲速旅行(warp travel)指的是通過某種技術(shù)對時空進(jìn)行壓縮,從而使飛船可以在壓縮的時空里面進(jìn)行航行的技術(shù),其的工作原理是指在飛船周圍利用反物質(zhì)驅(qū)動的曲速引擎,或者其它能源所驅(qū)動的曲速引擎,制造出一個人工的曲力場(warp field),使飛船能夠在這個扭曲的曲速泡(warp bubble)中以倍于光速的速度移動,其中曲速(warp)是衡量在這個壓縮曲速泡中飛船的速度。
科幻電影《星際旅行》(Star Trek)中,曲速引擎(Warp drive)是一種超光速(faster-than-light, FTL)的推進(jìn)裝置。該裝置運用了空間翹曲原理,將飛船前面的空間壓縮,將飛船后面的空間延展拉伸,使飛船在曲速泡中行進(jìn),可以超光速而不悖相對論。
電影《星際迷航》里的曲速引擎速度分為十級,1級相當(dāng)于光速,橫跨太陽系需11個小時,2級相當(dāng)于10倍光速,橫跨太陽系1個小時,3級相當(dāng)于光速的39倍…9級相當(dāng)于1516倍光速,橫跨太陽系僅需26秒,9.9999級相當(dāng)于199516倍光速,穿越太陽系僅需0.2秒,到達(dá)250萬光年外的仙女座僅需10年。
理查德·歐伯斯是研究曲速引擎原理的幾個物理學(xué)家之一,他形容曲速飛船航行在空間扭曲所形成的起伏波上,與沖浪者駕馭波浪的原理大同小異。曲速飛行的提出者是吉恩羅·登貝瑞,在他提出這一概念之后,1994年的墨西哥物理學(xué)米格爾·阿庫別瑞推演出復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式來支撐該概念,米格爾·阿庫別瑞的論文提出了“波動方式延展空間”。當(dāng)飛船處于“曲速泡”的平直時空時,通過改變時空曲率使“曲速泡”前方空間收縮,后方空間擴(kuò)張,就像是時空產(chǎn)生波動,而“曲速泡”隨著時空波移動。
該理論中的飛船在前進(jìn)過程中并沒在“曲速泡”這個平直時空內(nèi)移動,飛船不會在泡中以超光速航行,所以時間膨脹的相對論效應(yīng)就不會出現(xiàn)在飛船上。而曲速泡將飛船周圍的粒子正負(fù)能量結(jié)合起來,將飛船包裹其中,以免高速運動中與其它物體相撞,飛船在曲速泡中相對靜止,這樣子的話,飛船中的人體也就不必承受高速運動的壓力, 這樣子既遵循了廣義相對論中的愛因斯坦方程,又建立了一項特別的時空度規(guī), 因此得以巧妙地實現(xiàn)光速甚至超光速飛行。
可惜的是,根本就沒有任何的數(shù)學(xué)家或者物理學(xué)家能夠告訴我們,應(yīng)該如何正確地去實現(xiàn)壓縮空間, 因此直至今日仍未有允許曲速航行且被主流科學(xué)家接受的體系被拓展出來。至于一些物理學(xué)家們所提出來的超光速航行的模型,則是基于勞侖茲流形的架構(gòu)來展開,這種架構(gòu)在廣義相對論中也常常地被用于建立時空模型。但是,這些模型與愛因斯坦場方程式的解相差甚遠(yuǎn),甚至也沒有給出如何實現(xiàn)曲速泡(warp bubble)的任何提示。
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