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人类未来两周内飞抵比邻星? 科学家能否造出超高速飞船?

“宇宙,人类最后的边疆。这是星舰企业号的航程。它继续的任务是去探索未知的新世界,找寻新的生命和新的文明,勇敢地航向前人所未至的领域。”当我们被电影《星际迷航》中的经典台词鼓舞得情绪激昂时,心里深刻地明白这只是科幻——现在绝不可能兼未来一定有可能的技术。

不过,美国航天局(NASA)的科学家们,正在努力证明即使在今天,某些理念也并不只存在于科幻题材作品中,可以照进现实——他们日前揭示了一艘“星际迷航式”的飞船概念图,理论上讲,它能允许利用时空弯曲进行遥远星际旅行。

但对于这趟航程,人们或许还不用急着订票。能飞越太阳系的飞船?

因假设“超光速旅行有可能”而闻名的NASA物理学家、先进推进工程师哈罗德·怀特博士,长期致力于研究曲速引擎的概念。在休斯顿,他和团队工程师曾设计一个装置以期来扭曲光子的轨道,改变它在某一特定区域的运行距离,再用极其灵敏的干涉仪来观察这种变化。这类的研究目的,都是为了测试超光速航行的可能性。

而据英国媒体报道,怀特日前声称,运用物理学家米格尔·阿库别瑞的著名理论,将有可能弯曲时空,瞬间跨越大尺度距离,其本质上将允许飞船到达几乎任何地方,且所耗时间之短,以往只够传统航天器完成一小段旅行。

怀特与团队揭示了一艘名为IXS企业号飞船的图示。尽管这只是,也只能是理论拟合概念图,但仍精确地表示出一艘能飞出太阳系的飞船,将会是什么模样。

报道称,这艘飞船上有许多功能可让星际旅行成为可能,包括两个围绕中央飞船的巨环,有支杆直接从飞船连接到环;船体前方是船员进行飞船操作的位置;后面则是货物区域;而燃料,即所谓的“奇异物质”也将被保存在这儿。

从目前揭示的图片来看,其外形很酷。不过,人们最感兴趣的,还是这艘星际飞船关键部位——引擎。

什么是曲速引擎?

对曲速引擎的描述,是科幻影片《星际迷航》系列中的经典情节,曲速引擎在其中作为一种超光速的推进装置出现。但渐渐的,曲速引擎也开始涉及到理论物理的时空模型。一种运用空间弯曲作为推进工具的想法,已成为一些物理学家的理论推导主题——譬如“阿库别瑞引擎”的设想。

在1994年,墨西哥物理学家阿库别瑞博士在不与爱因斯坦描述相抵触的情况下,提出了波动方式展延空间。他的理论推导出超光速是可能存在的,涉及利用空间本身的膨胀和收缩。

曲速引擎在其中作为一种超光速的推进装置出现

根据阿库别瑞假设,飞船仍然无法在局部的宇宙空间超越光速。但他在理论上勾勒出一种推进系统,可生成一个所谓“曲速泡”,藉此操纵时空——即在宇宙飞船的一侧扩张空间,而另一侧收缩空间——通过该方式,时空本身就能使飞船飞离地球,向遥远星球进发。阿库别瑞当时并未提出,人类真的可以制造出这种装置。

但现在,哈罗德·怀特的IXS企业号,曲速驱动的方式就基于“阿库别瑞引擎”的部分设计,比如说宇宙飞船外巨大的环。该环需要特殊的技术制造,其功能是使飞船外部的时空弯曲并围绕着飞船,形成一个“曲速泡”,飞船前后空间可进行收缩和扩张。

两周内飞抵比邻星?

看起来,IXS企业号似乎有将恒星之间的行程时间从数万年缩减至几周或几个月的潜力。

半人马座α星,由于多次在科幻题材中出现,人们已非常熟悉。在这个由三颗恒星组成的“三体”系统里,恒星编号分别为A星、B星和C星。其中半人马座α星C被命名为“比邻星”——这也是太阳最近的邻居之一,距离为4.2光年。

而怀特的团队表示,用地球上的时钟来测量的话,拥有“阿库别瑞引擎”的IXS企业号飞船,可能会在两周内到达半人马座α星。

尽管NASA方面对怀特团队给予一定支持,但研究人员认为目前研究仍然是小规模的。为了实现理想,怀特已拟定好研究路线图:首先是地球测试以证实技术可行性,最初的实验可能非常粗糙也非常基本,但如果理论证实可行,那应用也不应受限;下一步则是利用航天器完成一个简短的月球之旅;然后是火星之旅;至于最后的测试,则是飞跃太阳系。

不过,这艘飞船航行的基本——阿库别瑞的概念仍有一些瑕疵。巨环在材料和建造工程上也有掣肘。而在某些基本方面,就连阿库别瑞本人也很怀疑。首先,大量的“奇异物质”不知从何而来;其次,由于速度比光速还快,阿尔库别雷理论中“曲速泡”的前端无法收到从飞船内部发出的信号,那怎么发送指令关闭引擎呢?又或者说,怎么启动它呢?也许不久的将来,科学家能够解决这些问题。

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