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美國NASA致力研究超光速引擎，具備可能性新奇 Janelov, 2013 年 1 月 9 日 I Talk! 曲速引擎的工作原理：形成曲速泡壓縮飛船前后時空，實現(xiàn)超光速旅行據(jù)國外媒體報道，在上周五于美國佛羅里達(dá)州召開的第五屆星球大戰(zhàn)影迷大會中，星球大戰(zhàn)的忠實影迷們指出，超光速引擎不應(yīng)該僅僅是只存在于科幻作品中宇宙航行的基礎(chǔ)，更應(yīng)該是美國航空航天局（NASA）未來的研究方向，而美國航空航天局也表示確有此方面的研究。作為對星球大戰(zhàn)影迷們的回應(yīng)，美國航空航天局國際空間站后勤負(fù)責(zé)人約瑟夫特里亞多表示，星球大戰(zhàn)系列和美國航天航空局其實有很多共通之處，我們都是著眼于未來，美國航空航天局已經(jīng)達(dá)到星球大戰(zhàn)那樣的航天水平的基礎(chǔ)。對此高級推進(jìn)技術(shù)專家理查德奧博賽認(rèn)為這并非強人所難，在可預(yù)見的未來，美國航空航天局發(fā)展出超光速引擎也是必然的。奧博賽目前正在撰寫一篇論文，該論文主要是關(guān)于其在德克薩斯州的貝勒大學(xué)對曲數(shù)引擎（Warp Drive）的研究，該引擎可使曲數(shù)飛船(Warpship)達(dá)到超光速但是不會違背物理法則。奧德賽表示，目前僅有兩種方法可以達(dá)到超光速航行，一是蟲洞理論，二是曲數(shù)引擎。兩者都利用了時空的連續(xù)性，兩者都需要巨大的能量作為支持，并且都需要利用暗能量。而實際上，美國航空航天局早已開始了對此兩者的研究，研究其超光速航行的可行性。奧博賽所指的是美國航空航天局在1996到2002年間所進(jìn)行的“突破性物理學(xué)推進(jìn)技術(shù)（Breakthrough Propulsion Physics）”方案，該方案研究了8種不同的超光速推進(jìn)方式，最終認(rèn)定曲速引擎以及蟲洞理論是最有可能達(dá)到超光速航行的方法。這無疑是振奮人心的消息，但是由于我們物理學(xué)水平的限制，這條路還很漫長。因此奧博賽還表示，曲速引擎現(xiàn)在還只能是理論階段，僅僅在已知的物理學(xué)理論之下研究，要達(dá)到超光速航行還為時尚早。星球大戰(zhàn)系列對超光速引擎的描寫極少，但是我們知道飛船可以在很短的時間內(nèi)從一個星系到另一個星系，注意是很短的時間內(nèi)，而并不是馬上就到了，所以我們只能假定星球大戰(zhàn)里的超光速引擎是曲數(shù)引擎，通過花費一定時間改變時空來達(dá)到超光速航行而不是蟲洞理論下的即刻到達(dá)。不幸的是，在這些領(lǐng)域的后續(xù)研究很少，無論蟲洞理論還是曲數(shù)引擎都不是正式的研究課題，科學(xué)家們都是在工作之余才有時間精力對其研究，目前還沒有固定的資金來支持該領(lǐng)域的科研。正如“突破性物理推進(jìn)技術(shù)”方案得出的結(jié)論，只有巨大的投入，該項目才有豐厚的回報。名詞解釋：1、曲速：曲速(Warp)與曲速引擎(Warp drive)有二重涵義，皆關(guān)于超光速航行。原先出現(xiàn)在科幻領(lǐng)域中的星際奇旅(Star Trek)之中，后來也涉及到理論物理的一種時空模型。曲速引擎就是說一個物體前的空間迅速彎曲縮小，物體后的空間迅速彎曲擴大。就像在后面吹氣球?qū)⑽矬w擠向前，物體其實不動的。不過要使空間彎曲要太陽的10億倍能量。要對曲速推進(jìn)系統(tǒng)有更深入的討論，通常會參考由里克史騰巴赫(Rick Sternbach)和麥可奧田(Michael Okuda)所著的銀河飛龍技術(shù)手冊(Star Trek: The Next Generation Technical Manual)第五章曲速推進(jìn)系統(tǒng)，其中提到幾項主題：曲速場理論與應(yīng)用，包括了曲速測量、速度，以及限制。物質(zhì)-反物質(zhì)反應(yīng)組，包括了反應(yīng)物噴射器、磁性約束節(jié)、反應(yīng)腔，雙鋰水晶(戴立辛水晶)的角色，以及能源傳輸導(dǎo)管。曲速場機艙，包括了電漿噴射系統(tǒng)、曲速場線圈，以及曲速推進(jìn)效應(yīng)。反物質(zhì)儲存與輸送、曲速推進(jìn)系統(tǒng)燃料供應(yīng)、巴薩沖壓噴射機的燃料補給，以及船上反物質(zhì)生成。輪機室操作與安全、緊急關(guān)閉流程，以及災(zāi)變發(fā)生流程。然而需注意的，影集常常有與銀河飛龍技術(shù)手冊或銀河前哨技術(shù)手冊矛盾的地方。連續(xù)體扭曲推進(jìn)(continuum distortion propulsion)的精髓在于產(chǎn)生包復(fù)船艦的曲速場。利用來自物質(zhì)/反物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生出的高能電漿，以其對曲速機艙的子空間線圈充能，可以產(chǎn)生出曲速場。能夠克服廣義相對論所提的限制，其關(guān)鍵在于子空間場減低了所包復(fù)物體所感的重力常數(shù)。如果場的影響使重力常數(shù)減到零值，這時傳統(tǒng)上需遵守的相對論就不發(fā)生作用，以此情況下，質(zhì)量因素已被挪除。船艦可以透過非對稱蠕動場操控獲得推進(jìn)力。這是指子空間場是按照從前向后的架構(gòu)充能，因而將船艦周遭的空間推動，, 而肇生了連續(xù)體扭曲推進(jìn)(continuum distorsion propulsion)這樣的名字。一層曲速場可以達(dá)到曲速一級的速度，然而有意思地，這樣的速度并非剛好是光速，以這樣速度行進(jìn)的物體，即使是光本身，在光速上下的兩種速度態(tài)之間交替變換，每個態(tài)的停留時間不超過蒲朗克時間。達(dá)到高曲速層級的關(guān)鍵在于將多層曲速場套疊在一起，并調(diào)和曲速場間的耦合率和去耦合率。在高曲速時，耦合與去耦合效應(yīng)造就了更大的推進(jìn)力。如同上面曲速尺標(biāo)圖所指的，要達(dá)到高曲速層級所要花的能量隨著速度極快地增加，使得要達(dá)到曲速10級看起來是不可能的場的耦合與去耦合率會短于蒲朗克時間，同時能量要求會超過曲速核所能負(fù)載。既然曲速場是對齊好的，并以從前到后的架構(gòu)產(chǎn)生，就生出了一項疑問：如果場沒有對齊的話會出什么狀況？推測上，這會造成船艦結(jié)構(gòu)完整度的災(zāi)難性影響船身一部分會以比其他部分更快的速度航行，然而船身會撕裂開來。2、蟲洞理論由阿爾伯特愛因斯坦提出該理論。簡單地說，“蟲洞”就是連接宇宙遙遠(yuǎn)區(qū)域間的時空細(xì)管。暗物質(zhì)維持著蟲洞出口的敞開。蟲洞可以把平行宇宙和嬰兒宇宙連接起來，并提供時間旅行的可能性。蟲洞也可能是連接黑洞和白洞的時空隧道，所以也叫”灰道”。早在19世紀(jì)50年代，已有科學(xué)家對“蟲洞”作過研究，由于當(dāng)時歷史條件所限，一些物理蟲洞學(xué)家認(rèn)為，理論上也許可以使用“蟲洞”，但“蟲洞”的引力過大，會毀滅所有進(jìn)入的東西，因此不可能用在宇宙航行上。假如說大家都在一個長方形地廣場上，左上角設(shè)為A，右上角設(shè)為B，右下角設(shè)為C，左下角設(shè)為D。假設(shè)長方形的廣場上全是建筑物，你的起點是C，終點是A，你無法直接穿越建筑物，那么只能從C到B，再從B到A。再假設(shè)假如長方形的廣場上什么建筑物都沒了，那么你可以直接從C到A，這是對于平面來說最近的路線。但是假如說你進(jìn)入了一個蟲洞，你可以直接從C到A，連原本最短到達(dá)的距離也不需要了。這就是所謂的蟲洞。但是由于蟲洞引力過大，人無法通過蟲洞來實現(xiàn)“瞬間移動”的可能，如同超時空轉(zhuǎn)換。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的研究發(fā)現(xiàn)，“蟲洞”的超強力場可以通過“負(fù)質(zhì)量”來中和，達(dá)到穩(wěn)定“蟲洞”能量場的作用?？茖W(xué)家認(rèn)為，相對于產(chǎn)生能量的“正物質(zhì)”，“反物質(zhì)”也擁有“負(fù)質(zhì)量”，可以吸去周圍所有能量。像“蟲洞”一樣，“負(fù)質(zhì)量”也曾被認(rèn)為只存在于理論之中。不過，目前世界上的許多實驗室已經(jīng)成功地證明了“負(fù)質(zhì)量”能存在于現(xiàn)實世界，并且通過航天器在太空中捕捉到了微量的“負(fù)質(zhì)量”。據(jù)科學(xué)家猜測，