“曲速引擎”有望成真
一财网
这大概是一条会让《生活大爆炸》里的几个科学宅男倍感振奋的消息:他们热爱的科幻电视剧集《星际迷航》里经常出现的超光速旅行的关键词“曲速引擎”,最近被科学家认为有实现的可能。
有很多我们如今很熟悉的科技产品,最初都是以幻想的形式在《星际迷航》中第一次出现,比如翻盖手机、平板电脑、机械手臂光子手术刀等。曲速引擎是否会成为这部电视剧的最新贡献,目前还不得而知,它仅仅进行到了科学家认为实现它的可能性比以前所想的要大那么一点点的地步。在《星际迷航》里,科学家泽弗拉姆·科克伦(Zefram Cochrane)于2063年开发出了曲速引擎,真实世界里究竟什么时候能够开发出来,还是一个未知数。但仅仅是存在可能这个说法,已经足够让人们兴奋了。
那么曲速引擎到底是什么呢?在物理定律里,任何物体运动的速度都无法突破光速,但是曲速引擎能利用其中的漏洞,操控时空来运行一架飞船。现实中提出真正的曲速引擎的是墨西哥物理学家米盖尔·阿尔库比尔(Miguel Alcubierre),他于1994年提出了这个概念,但是接下来的计算发现他所构想的模型需要消耗极为大量的能源。
现在物理学家认为,可以对这个原始的引擎模型进行一些调整,使得它消耗的能量大幅度降低,于是就有可能让这个想法从科学幻想的王国里重新引入真正的科学领域中。
“这很有希望。”NASA的约翰逊空间中心的哈罗德·怀特9月14日在“太空飞船100年研讨会”上这样说道,这个会议的主旨是讨论星际飞船面临的各种挑战。
让不可能成为可能
阿尔库比尔曲速引擎模型有一个足球形状的飞船,它与环绕它的一个巨大的环相连。这个巨环,有可能是用贵重的物质来制造,能够让飞船周围的时空弯曲,创造出一个在它之前压缩、同时在它之后延展的区域。同时,星际飞船本身会停留在一个漂浮的时空气泡里,这个气泡本身完全不会被弯曲。
“空间中所有的物体都被光速限制。”理查德·奥布西(Richard Obousy)解释道,他是“伊卡洛斯星际”的主席,这个非营利组织致力于推进星际飞船研究。“但是真正酷的事情是时间-空间,构成空间的东西,并不受光速的限制”。
根据这个理论,太空飞船可以获得10倍于光速的有效速度,并且完全不会打破宇宙的速度限制。唯一的问题是,以前的研究预计曲速引擎最少也需要和木星的质能(mass-energy)相当。
但是最近怀特计算了如果环绕太空船的巨环的形状发生变化,如果巨环更像一个巨型的多纳圈,而不是一个平面的环的话,情况会有什么变化。如果是那样,他发现曲速引擎的能量只需要配备像1977年NASA发射的“航行者1号”那么大质量的飞船就差不多。
而且怀特发现,如果空间弯曲的强度能够随时间而波动,所需要的能量甚至会更小。
实验室里“细微”的试验
怀特和他的同事已经在他们的实验室里,开始用一个迷你版的曲速引擎进行试验了。他们在约翰逊空间中心设立了一个他们称之为怀特-朱迪的曲速空间干涉仪,核心目的是创造一个激光干涉仪来观测微小的时空弯曲。
“我们要看看我们是否能够在桌面试验里创造出一个非常小的实例来,以1000万分之一的比例来试试看扰动时空。”怀特说道。与真正的曲速引擎所需要的试验相比,他将这个项目称作“细微的试验”,但是他认为这个试验展现了充满希望的第一步。
然而很多科学家强调,即使像曲速引擎这样听上去古怪而又似乎可行的想法,也需要仔细地考虑,尤其需要考虑人类是否真的想要进行星际旅行。奥布西对此的观点是:“如果我们想要成为真正的超越地球的文明,我们就得去想想盒子外面有些什么,就得要稍微地大胆一点”。