超光速旅行不再是科幻 或通过巨大能量实现

文/萧路

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【大纪元2021年03月17日讯】人们总是梦想着前往其它恒星和行星,或者坐着飞船在宇宙中游荡。不幸的是,这样的梦想只存在于科幻小说中,因为即使是距离最近的恒星“比邻星”,也距离我们超过四个光年。这意味着即使能够以光速前进,也要花费超过四年的时间才能到达最近的恒星。

为了快速到达宇宙的任何部分,星际迷航等科幻作品引入了“曲速速度”的概念,该概念使星际飞船的行进速度比光速快。然而,在爱因斯坦的广义相对论下,不可能有东西比光速快。

那么,永远都不可能有超光速旅行吗?至少在理论上,科学家似乎找到了可行的解决方案。

在来自德国哥廷根大学(University of Göttingen)的物理学家埃里克‧伦茨(Erik Lentz)的一项新研究中,他提出了一种比光速快的旅行模型,这要归功于他所谓的新型超快孤子。它们是一种波,可以保持其形状和能量,并且可以以恒定的快于光速的速度移动。

根据伦茨的模型,这些超快速孤子的模型可以存在于广义相对论的框架内。

有了足够的能量供应,这些孤子就可以配置成“光速泡”,具有比光速快的速度,因此从理论上讲,它可以使物体通过时空而不会受到极端的潮汐力的影响。

该解决方案的唯一问题是,它消耗的能量比我们现在所能承受的要多。

伦茨在一份声明中说:“要让一个半径一百米的飞船以光速行进,所需的能量大约是木星质量的数百倍。”

“在现代核裂变反应堆的范围内,能源储备需要大幅度提高,大约需要30个数量级。”

尽管由于能量供应不足,目前无法使用此方法,但先前关于光速旅行的想法依赖于一些奇异物理学现象。

例如,人工虫洞和阿库别瑞引擎涉及一种称为负质量的奇异物理现象。这是一种奇异物质,其质量与正常物质的符号相反,例如负一磅。因此,它们在重力作用下会产生一些奇怪的行为,并且可能会比光速行进更快。

但是,这种奇异现象原则上仅存在于量子尺度上:没有明显的方法可以使宏观物体具有负质量。

另一方面,新模型利用时空的特征来促进比光速更快的旅行,并且只需要普通的正能量即可。

“这项工作使光速旅行的问题相比于基础物理学的理论研究向工程学方向更进一步。下一步是弄清楚如何将所需的天文数字的能量减少到当今技术范围内,例如大型现代核裂变电厂。然后我们可以讨论构建一个原型机的问题。”伦茨说。

对于模型所需的非常高的能源供应,伦茨解释说:“幸运的是,早期的研究中提出了几种节能机制,可以将所需的能源降低近六十个数量级。”

伦茨目前正在努力确定是否可以修改这些方法,或者是否需要新的机制将必要的能源供应降低到目前可能的水平。

这项新研究发表在《经典和量子引力》杂志上。

责任编辑:林妍 #◇

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