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“自然选择,前进四”!三体人用的翘曲驱动飞船理论上已经成为可能?

olivia chan

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翘曲驱动指的是一种理论上的推进系统,能让航天器以光速,甚至超出光速数倍的速度飞行。在刘慈欣的《三体》当中,来势汹汹的三体第二舰队之所以能够后发先至,就是因为三体文明出现了技术突变,实现了翘曲驱动技术实用化。

几十年来,科学家们一直在研究和理论超光速太空旅行。如果没有翘曲驱动,我们可能永远也到不了邻近的恒星系统。以目前的技术而言,哪怕只是去到距离地球最近的行星,飞船也需要在光速下行驶四年的时间。而现在,科学家们宣布,物理翘曲驱动器已经成为可能。人类距离超光速旅行又近了一步。

目前对翘曲驱动的理解可以追溯到1994年,当时一位名叫Miguel Alcubierre的理论物理学家首次提出了阿尔库比尔驱动(The Alcubierre Drive)。

阿尔库比尔翘曲驱动器是广义相对论中的一种奇特解决方案。“通过飞船后方纯局部的时空膨胀和前方相反的收缩,”阿尔库比尔在论文摘要中写道,“受干扰区域外的观察者所看到的比光速更快的运动是可能的。”尽管它可以实现超光速旅行,但代价是大量的负质量密度的物质。由于这个原因,阿尔库比尔翘曲驱动被广泛认为是不物理的。

近日发布的一项新研究开发了一个经典相对论中的一般翘曲驱动驱动时空模型,它包含了所有现有的翘曲驱动定义,并允许新的度量,而不存在Alcubierre解决方案中最严重的问题。研究提出了第一个升华的正能量、球对称翘曲驱动的一般模型;构建了满足量子不等式的超光速翘曲驱动解;提供了Alcubierre度量的优化,将负能量要求降低了两个数量级;并引入了一个翘曲驱动时空,其中空间容量和时间速率可以以可控的方式选择。

在概念上,该研究证明了任何翘曲驱动,包括阿尔库比尔驱动,都是由常规或外来材料组成的外壳,以一定的速度进行惯性运动。因此,任何翘曲驱动器都需要推进器。这表明,理论上来说,根据今天人类已知的物理原理,我们可以构建出一类亚光速、球面对称的翘曲驱动时空。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

https://www.popularmechanics.com/science/a35718463/scientists-say-physical-warp-drive-is-possible/

论文链接:

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6382/abdf6e


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