《时光机下》
然而宇宙学家詹娜·莱文又告诉我们虫洞实际上不可能存在,因为虫洞会不断的关闭,要保持开启状态,需要某种我们没见过的物质与能量,而寻找这种没见过的物质与能量的前提是我们的科技已经可以创造虫洞那么几微秒——我想,现在你又迅速的忘记了那些儿时的玻璃珠儿吧。
这种设计能让飞船周围的时空扭曲,飞船前的空间收缩,飞船后的空间扩张,而飞船本身位于一个没有被弯曲的时空组成的扭曲时空泡(warp bubble)中。时空泡带着飞船以10倍光速穿梭于时空间。从已有的宇宙观察研究来看,这种时空的变形是可能的,不过在理论跨往哪怕实验室的实现过程中都有着很多的问题。
Alcubierre曲速引擎的问题有很多,比如说人能否在这样的气泡中存活,不过其中最需要解决的问题是达到光速所需的能量。在Alcubierre的原始设计中,这种曲速引擎所需的最小能量就约等于木星的质能。去年,Sonny White为了解决这一问题,就对Alcubierre的设计进行了改进,包括将圆环结构从扁圆改为形似甜甜圈的正圆,令所需能量下降到可由相当于700kg旅行者1号的质能推动的程度。
不过,现在就考虑这种曲速引擎要真正投入实际使用还为时过早,NASA的这支研究队伍虽然有了概念上的论证步骤,以期了解Alcubierre曲速引擎是否可运转起来,但微小的曲速泡却与现实中的原型设备几乎没有关系,而且要找到用于环形结构的“外来物质”就是个不可知的问题。所以期待超光速星际旅行的同学可能在有生之年也不会见到这种曲速引擎,唯一可感叹的是我们的生不逢时。探索浩瀚的太空,在人类历史上从来没有停止过,特别是时间到了最近的百余年里,离开地球,甚至离开太阳系寻找我们的第二个家园,第二个“地球”,已经不再那么遥远,不再只是一个梦想。我们人类已经在上世纪登陆过地球之外的第一个星球:月亮,而我们也完全相信第一批能够登陆火星的宇航员已经出生,没准你我,或者你我身边的某人就是下一个登陆火星的人。
而离开地球探索遥远太空的关键就在速度。理查德-欧伯斯是研究曲速引擎原理(超光速空间弯曲飞行)为数不多的几个物理学家之一,他说过曲速飞船航行在空间扭曲所形成的起伏波上,与冲浪者驾驭浪波的原理大同小异。这里的类比在于,冲浪者驾驭海浪,身后的海浪稍微涌起时,就能推动冲浪者乘风破浪,这恰到好处的比喻了宇宙飞船如何通过推拉空间,在宇宙中乘风破浪。
这个概念部分源于宇宙空间在不断扩张的事实,假如我们能让它以人的意志扩张,我们或许就能以此驱动曲速飞船。操纵空间在飞船的身后扩张,并让其在前段压缩,造成的扭曲空间波会以超光速在宇宙中移动,当置身这所谓的曲速泡中,飞船就犹如乘客,这并不违反爱因斯坦的光速最快原则。虽然曲速引擎此时此刻让然是科学幻想,但其后确有某些物理学理论的支持。1994年墨西哥物理学家米盖尔-阿尔库比雷推演出复杂的数学公式来支持它,不幸的是,没有任何数学公司能告诉我们如何化虚为实。
虽然科学家们疑虑重重,并非怀疑者都觉得曲速引擎一无是处它们指出,曲速泡或难以实现,但是如果有超级先进的人类制造出超光速曲速引擎子弹头列车,能穿梭时空前往其他星球又如何呢?
探寻时空旅行秘密的时候,我们必然会提到曲速引擎理论,或者其他能超过光速的方法,这是实现星际旅行梦想最受欢迎的解决方法,可能会把任何宇宙飞船变成时光机。未来最乐观的看法描绘了一副图景,宇宙飞船乘着曲速泡离开地球,就像熟练的冲浪运动员抓住海浪离开海滩一样容易,但是就算是乐观的物理学家也必须面对一些残酷的现实。
如果曲速船的工作原理跟冲浪相似,那么让一个冲浪新手来说完成曲速驾驶是很困难的。像海边冲浪一样,如何控制飞船是个难题,因为科学认为一艘曲速太空船无法制造自己的次元护盾。有个常常被引用的问题,在曲速驾驶模型中,我们可随意将太空船从泡中分离,也就是说,船无法跟泡联系,所以一旦启动,它将无法关闭曲速泡。
但是如果一艘星际飞船不必担心它的曲线开关的话,会发生什么事呢?我们可以想象一个足够先进的文明,并且已知足够多的物理学原理,将会有某种曲速动力的电动扶梯或者走廊预定的曲速管道,如果你愿意,它也许可以驾驭某种波浪,直到最后它像告诉列车一样驶向其他星球,它的乘用车也许比光速更快。
但是无论是谁要发明它,都需要几千年以亚光速建造它,要耗费超过我们想象的巨大能量,也许需要使用至少整个星球的能量输出或者更多。这些就是我们可以假设讨论的,但是还没人可以实现它。但科学就是这样,仅仅是100年前,谁能想象到我们人类能取得如此大的科技成就,100年前的很多只出现在科幻小说电影里面的理论,很多已经出现在我们周围了。根据现今弦理论的发展,史蒂芬·霍金在著作《时间简史》、《果壳中的宇宙》中均讨论了超空间跳跃的可能性,提出了“弦理论”进行空间跳跃的设想,认为运用巨大的能量场(如重力场或强磁场),就可以制作出一个能量巨大的“弦”,使在其范围内的物体(太空船、穿梭机)瞬间进入与三维空间完全不同的多维空间,由于在超空间跳跃中不存在所谓的时间,所以可以进行极高速星际航行,理论上可以实现超空间跳跃航行。同时,他一方面认为虫洞极难发现且被人类利用,另一方面也认为通过虫洞进行空间跳跃并非空谈。物理学家们发现超短激光脉冲可以和电离气体发生反应,并产生一束极其强大的激光,它甚至可以穿透20厘米厚度的铅板,要用1.5米厚的混凝土墙才能彻底屏蔽它。
然而宇宙学家詹娜·莱文又告诉我们虫洞实际上不可能存在,因为虫洞会不断的关闭,要保持开启状态,需要某种我们没见过的物质与能量,而寻找这种没见过的物质与能量的前提是我们的科技已经可以创造虫洞那么几微秒——我想,现在你又迅速的忘记了那些儿时的玻璃珠儿吧。
这种设计能让飞船周围的时空扭曲,飞船前的空间收缩,飞船后的空间扩张,而飞船本身位于一个没有被弯曲的时空组成的扭曲时空泡(warp bubble)中。时空泡带着飞船以10倍光速穿梭于时空间。从已有的宇宙观察研究来看,这种时空的变形是可能的,不过在理论跨往哪怕实验室的实现过程中都有着很多的问题。
Alcubierre曲速引擎的问题有很多,比如说人能否在这样的气泡中存活,不过其中最需要解决的问题是达到光速所需的能量。在Alcubierre的原始设计中,这种曲速引擎所需的最小能量就约等于木星的质能。去年,Sonny White为了解决这一问题,就对Alcubierre的设计进行了改进,包括将圆环结构从扁圆改为形似甜甜圈的正圆,令所需能量下降到可由相当于700kg旅行者1号的质能推动的程度。
不过,现在就考虑这种曲速引擎要真正投入实际使用还为时过早,NASA的这支研究队伍虽然有了概念上的论证步骤,以期了解Alcubierre曲速引擎是否可运转起来,但微小的曲速泡却与现实中的原型设备几乎没有关系,而且要找到用于环形结构的“外来物质”就是个不可知的问题。所以期待超光速星际旅行的同学可能在有生之年也不会见到这种曲速引擎,唯一可感叹的是我们的生不逢时。探索浩瀚的太空,在人类历史上从来没有停止过,特别是时间到了最近的百余年里,离开地球,甚至离开太阳系寻找我们的第二个家园,第二个“地球”,已经不再那么遥远,不再只是一个梦想。我们人类已经在上世纪登陆过地球之外的第一个星球:月亮,而我们也完全相信第一批能够登陆火星的宇航员已经出生,没准你我,或者你我身边的某人就是下一个登陆火星的人。
而离开地球探索遥远太空的关键就在速度。理查德-欧伯斯是研究曲速引擎原理(超光速空间弯曲飞行)为数不多的几个物理学家之一,他说过曲速飞船航行在空间扭曲所形成的起伏波上,与冲浪者驾驭浪波的原理大同小异。这里的类比在于,冲浪者驾驭海浪,身后的海浪稍微涌起时,就能推动冲浪者乘风破浪,这恰到好处的比喻了宇宙飞船如何通过推拉空间,在宇宙中乘风破浪。
这个概念部分源于宇宙空间在不断扩张的事实,假如我们能让它以人的意志扩张,我们或许就能以此驱动曲速飞船。操纵空间在飞船的身后扩张,并让其在前段压缩,造成的扭曲空间波会以超光速在宇宙中移动,当置身这所谓的曲速泡中,飞船就犹如乘客,这并不违反爱因斯坦的光速最快原则。虽然曲速引擎此时此刻让然是科学幻想,但其后确有某些物理学理论的支持。1994年墨西哥物理学家米盖尔-阿尔库比雷推演出复杂的数学公式来支持它,不幸的是,没有任何数学公司能告诉我们如何化虚为实。
虽然科学家们疑虑重重,并非怀疑者都觉得曲速引擎一无是处它们指出,曲速泡或难以实现,但是如果有超级先进的人类制造出超光速曲速引擎子弹头列车,能穿梭时空前往其他星球又如何呢?
探寻时空旅行秘密的时候,我们必然会提到曲速引擎理论,或者其他能超过光速的方法,这是实现星际旅行梦想最受欢迎的解决方法,可能会把任何宇宙飞船变成时光机。未来最乐观的看法描绘了一副图景,宇宙飞船乘着曲速泡离开地球,就像熟练的冲浪运动员抓住海浪离开海滩一样容易,但是就算是乐观的物理学家也必须面对一些残酷的现实。
如果曲速船的工作原理跟冲浪相似,那么让一个冲浪新手来说完成曲速驾驶是很困难的。像海边冲浪一样,如何控制飞船是个难题,因为科学认为一艘曲速太空船无法制造自己的次元护盾。有个常常被引用的问题,在曲速驾驶模型中,我们可随意将太空船从泡中分离,也就是说,船无法跟泡联系,所以一旦启动,它将无法关闭曲速泡。
但是如果一艘星际飞船不必担心它的曲线开关的话,会发生什么事呢?我们可以想象一个足够先进的文明,并且已知足够多的物理学原理,将会有某种曲速动力的电动扶梯或者走廊预定的曲速管道,如果你愿意,它也许可以驾驭某种波浪,直到最后它像告诉列车一样驶向其他星球,它的乘用车也许比光速更快。
但是无论是谁要发明它,都需要几千年以亚光速建造它,要耗费超过我们想象的巨大能量,也许需要使用至少整个星球的能量输出或者更多。这些就是我们可以假设讨论的,但是还没人可以实现它。但科学就是这样,仅仅是100年前,谁能想象到我们人类能取得如此大的科技成就,100年前的很多只出现在科幻小说电影里面的理论,很多已经出现在我们周围了。根据现今弦理论的发展,史蒂芬·霍金在著作《时间简史》、《果壳中的宇宙》中均讨论了超空间跳跃的可能性,提出了“弦理论”进行空间跳跃的设想,认为运用巨大的能量场(如重力场或强磁场),就可以制作出一个能量巨大的“弦”,使在其范围内的物体(太空船、穿梭机)瞬间进入与三维空间完全不同的多维空间,由于在超空间跳跃中不存在所谓的时间,所以可以进行极高速星际航行,理论上可以实现超空间跳跃航行。同时,他一方面认为虫洞极难发现且被人类利用,另一方面也认为通过虫洞进行空间跳跃并非空谈。物理学家们发现超短激光脉冲可以和电离气体发生反应,并产生一束极其强大的激光,它甚至可以穿透20厘米厚度的铅板,要用1.5米厚的混凝土墙才能彻底屏蔽它。