打破空间探索边界：曲速引擎或将实现超光速

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图源：unsplash

当你还是孩子时是否曾经思考有什么比光更快吗？当我们观看《星球大战》、《星际迷航》和《星际迷航》时，会看到宇宙飞船以接近光速或超光速的速度穿越太空，有时甚至可以穿越时间，这是怎么做到的？

在这些电影中，宇宙飞船使用了曲速引擎，这是一种推进系统，使飞船的速度超越光速。这样的推进系统常常出现在科幻小说中，但它们会在现实中实现吗？本文就将回答这个问题。

在遥远的未来，或许是2200年，宇宙飞船可能超光速，而这将使它们能够穿越时空。| 图源：ZidBits

什么是曲速引擎？

绝大多数曲速引擎都会利用广义相对论中的漏洞来避免受到宇宙的最终速度——光速限制。当具有质量的物体达到光速时，它需要越来越多的能量。由于能量需求呈指数级增长，仅仅将一个电子加速到光速，就需要比整个宇宙中存在的能量总和更多的能量。这就是为什么光速被公认为“终极”或最大的速度限制。

而曲速引擎不通过加速来解决上述的问题，相反，它通过操纵飞行器周围的时空区域解决问题。人们的确不能把有质量的任何物体加速到光速，但时空本身没有质量，它并不受广义相对论下极限速度的约束。事实上，在宇宙膨胀期间，时空扭曲的速度已经超过了光速，这一时期也被称为宇宙大爆炸后迅速膨胀时期。

曲速引擎有多快？

如果一艘宇宙飞船使用曲速引擎，它可以改变周围的时空，以超光速飞行。| 图源：Steemit

有趣的是，在M理论下，时空可以扭曲的程度是受到限制的。物理学家发现，曲速驱动的最终速度限制是1032C，或大致是每秒3.3万亿光年。这是一个人们想都不敢想的速度。

如果能以这样的速度飞行，你将能够在4.4飞秒（4.4E^{-15}秒）内到达可见宇宙的边缘（140亿光年）。除阿库别瑞引擎（Alcubierre）外的曲速引擎也能以每秒186282英里的速度在真空中飞行。

太阳系的翘曲速度 | 图源：r/space

以这种不可思议的速度飞行，人类可以立刻征服整个星系，成为第三种文明。此外，人类还将接触到其他更高级的文明，这可能会彻底改变我们的生活方式。我们将能够从不同的恒星中获得几乎无限的能量，并从不同的小行星和行星获得宝贵的资源。通过这种速度，我们将彻底改变自己对于空间、时间和能量的认知。

曲速引擎能否实现？

尽管通过曲速引擎来征服整个星系、传播人类文明听起来很不错，根据我们目前对于物理学和光的传播途径的理解，我们已经排除了物体超光速的可能性，但仍不能排除宇宙本身以光速或超光速运行的可能性。一些研究过这个问题的人声称，在早期的宇宙中，尽管时间间隔很短，但是时空以超光速扩展。

如果这些假设是正确的，那么曲速引擎就可以利用这个漏洞。科学家们会把物体推进的问题放在一旁，重点研究如何产生扭曲时空所需的能量，以及宇宙飞船如何以超光速运行。

如果以超光速运行，曲速引擎将能够操纵和扭曲宇宙飞船周围的时空区域。| 图源：Space.com

不幸的是，根据我们目前对物理学的理解和我们目前拥有的技术，距离我们研发出复杂的曲速引擎仍需要几十年，甚至几百年来绘制蓝图并进行测试。研究这个项目本身就需要大量时间。因此，根据我们目前的理解水平，我们现在还无法建立一个曲速引擎。

在宇宙飞船中以光速飞行的梦想可以变成现实，曲速引擎将打破我们曾经认为是不可能在现实中实现的障碍。通过扭曲时空并操纵宇宙飞船周围的时空，人类将扩张成为一个更为高级有效的文明。我们对科学、物理和能量的认知将发生很大的变化。

然而，由于我们掌握的关于曲速引擎的构建方法和相关理论仍然很少，我们暂时无法成功地制造它们。在那之前，我们只能继续想象超光速。

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