【爆炸科學 VOL.11】曲率驅動--真正的人類遠航技術?

曲率驅動--真正的人類遠航技術?

 相信大家都是看過大劉的科幻小說《三體》的,而看過《三體》的也都知道在歌者的降維打擊下,只有程心和艾AA在乘坐裝載有曲率驅動引擎的飛船才在太陽系二維化的情況下成功逃脫。

那么,曲率驅動到底是什么?難道真如《三體》中所描述的一樣,是人類“ 越獄 ”的唯一途徑?

 我們都知道,根據相對論,速度越快,質量越大。根據牛頓第二運動定律,物體的加速度等于受到的力除以質量,如果當速度增加,為保證物體持續加速,所施加的力就必須也增大,至此,問題來了,如果物體的速度要達到光速,那么質量就會是無限大,需要的力也必須無限大,但是我們永遠也無法找到無限大的力,所以物體的速度永遠不可能達到光速。為了能繞過牛頓第二定律與廣義相對論,曲率驅動幾乎成了我們唯一的救命稻草。

 曲率驅動就是指通過對時空本身的改造來驅動飛船,利用物理學定律中的漏洞來打破光速不可超越的限制。1994年墨西哥物理學家明戈·阿爾庫貝利(Miguel Alcubierre)首次提出了現實生活中曲率驅動的概念。

 阿爾庫貝利設計的最早期的曲率驅動概念包括一個足球形狀的飛船,其周圍是一圈大型的環狀結構。這一環狀結構設想是用某種奇異的物質建造的,它可以讓時空在圍繞飛船的四周發生彎曲,從而在其面前形成一個縮小版的空間,以及在其后方膨脹了的空間。與此同時,飛船本身將停留在由平滑時空組成的“氣泡”內,這里的時空曲率不受影響。

 然而科學家們立即發現了問題,那就是,他們發現要想實現這種曲率驅動飛行將需要耗費極大的能量,其能量需求幾乎相當于將整個木星質量按照愛因斯坦質能方程全部轉化之后所得到的能量。

 2012年,物理學家哈羅德·懷特發現如果空間彎曲的強度可以隨時間發生起伏變化,那么所需的能量將進一步減少。這一想法將有希望讓這一科學理論成為真正的現實。

文案:大學生科技協會計科分會  周璿睿

編輯:計科學院團總支宣傳部  衛宇麒  張義羚

審核:計科學院團總支宣傳部  江璽璐

(部分圖片來自網絡,如有侵權請與我們聯系)

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