“超光速”的三种方法,将力助人类实现真正意义的星际旅行!
一直以来,人类都梦想着有朝一日能实现太空旅行,欣赏美丽的浩瀚星空。
但宇宙如此之大,速度也成为了制约星际旅行的关键因素。虽然我们在地球上创造了无与伦比的速度,但一旦来到浩瀚太空,我们的速度就显得太渺小了。
以目前的人类速度,要想飞出太阳系,也需要上万年时间。所以说,想要进行真正意义的星系旅行,必须在速度上做文章,需要以光速飞行甚至超光速飞行才有可能实现。
但是爱因斯坦的狭义相对论给了我们当头一棒,因为狭义相对论告诉我们,光速是宇宙的速度极限,任何具有静质量的物体都不可能以光速或者超光速飞行。
而即便以光速飞行,想要穿越银河系也需要最少20万年的时间,因为银河系直径至少有20万光年。
怎么办?难道人类注定与星际旅行无缘,注定被锁死在太阳系?
或许没有那么悲观!大自然并没有关闭所有“超光速”的大门,仍旧为人类开了“一扇窗”,让我们可以憧憬“超光速”旅行。
该如何进行“超光速”飞行呢?目前来看,主要有三种方式。
第一,利用时间膨胀效应和尺缩效应。爱因斯坦的狭义相对论虽然表明了光速是宇宙速度极限,光速不可超越,但是同时还告诉了我们时空的相对性,时间和空间是有弹性的,我们可以利用时空的弹性间接地完成“超光速”。
具体来讲就是利用时间膨胀和尺缩效应。相对论表明,速度越快时间就越慢,空间就越短。时间和空间是有机的整体,所以时间膨胀和尺缩效应是等效的,也是同时出现的。
如果人类能把速度提升到非常接近光速,时间膨胀效应和尺缩效应就会非常明显。理论上,只要速度足够接近光速,就可以在一瞬间跨越任何浩瀚的星际距离,不管多远,在我们看来都是近在咫尺,一瞬间就能到达数光年甚至更遥远的距离,相当于“超光速”飞行。
但是,利用这种方式来“超光速”飞行在现实中很难做到,因为速度带来的不仅仅有时间膨胀和尺缩效应,也有质增效应。
随着速度越来越接近光速,飞船的质量也会趋于无穷大,这意味着需要非常的能量才能让飞船加速到如此快的速度,如此巨大的能量对于人类来讲就像是难以逾越的鸿沟。
第二,曲速引擎技术。爱因斯坦的相对论表明,时空是相对的,具有弹性,就像弹性布料那样,可以弯曲,折叠,甚至撕裂。
所以,理论上我们可以通过操控飞船周围的时空,制造出某种“时空曲泡”,飞船在“时空曲泡”里面相对静止,只需要通过操控“时空曲泡”前后的时空就可以实现超光速飞行。
具体来讲,可以这样做。收缩飞船前面的时空,同时延伸飞船后面的时空,这样就可以让飞船像乘风破浪那样在时空中飞行,速度可以达到十个光速甚至更快。
这里需要强调一点,通过曲速引擎实现的超光速,并不意味着飞船的绝对速度超过了光速,并没有违反爱因斯坦的相对论,只是时空的速度超过了光速,以超光速移动,而飞船相对“时空曲泡”是静止的。
不过曲速引擎同样需要巨大的能量,人类目前能够制造的能量远远不够。不过理论上是可行的,科学家们在实验室中也证实了这点,把高能激光束集中对准时空中的某个点,就可以制造出微小规模的时空扭曲。
第三,虫洞科技。虫洞,相信大家都听说过,原理与曲速引擎一样,都是利用时空的可塑性来操控时空。
虫洞,也被称为“爱因斯坦罗森桥”,简单讲,就是在时空结构中“打洞”,这样就能更快地到达另一个时空,就像城市中的地铁那样快捷。
想象一下,一张纸上有两个点,我们想往返两个点,需要走很远的距离。不过如果我们把这张纸折叠起来,然后在两点之间“钻洞”,制造出虫洞,就能瞬间往返两地。
这种“超光速”的方式比曲速引擎更彻底,因为曲速引擎的速度无论多快,都不可能瞬间到达目的地。而虫洞科技理论上可以让我们瞬间跨越浩瀚星际,相当于“瞬移”到另一个时空。
不过制造虫洞需要的能量同样是海量的,超级能量意味着超级质量,巨大的质量很可能让虫洞的两端迅速坍缩为黑洞,以至于我们根本来不及穿越黑洞,就会被彻底“压扁”!
理论上,我们“负能量”来抵消能量产生的巨大引力,这里的负能量并不是我们平时所说的“消极的思想”,而是能量的反面,与能量的性质相反。而如何制造更多的负能量来稳定虫洞结构,也是科学上的难题。
总之,“超光速”星际旅行的前景是非常美好的,但在通向星际旅行的道路上,我们需要克服重重困难。但不管有多难,大自然并不反对我们去“超光速”,所有的问题都指向了科技水平上,而不是理论上。
所以,我们也没有必要气馁,只需要不断积累,不断发展人类科技,终有一天,人类能实现真正意义上的星际旅行!
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