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在未来我们可以实现星际旅行吗?

星际旅行具有令人大开脑洞的畅想,虽然在近期实现的可能性微乎其微,但是并不代表以后没有机会。

人类经过数十年的努力,终于将自己送到了38.4万公里远的月球,从此便止步不前,不得不很悲哀地承认,我们如今依旧被禁锢在半径为38.4万公里的三维尺度的球体中不得解脱。如果在航天器的速度方面没有重大突破,星际旅行永远不会实现。

然而,航天器的飞行速度与采用的能源类型密切相关,在采用化学能的基础上,人类制造的飞行器最大飞行速度也不过刚刚满足第二宇宙速度11.2km/s,距离星际旅行乘坐的光速飞船,还有巨大的差距。即使研发成功光速飞船,我们去往距离地球最近的恒星系半人马座,单程也需要4.2年时间,而银河系的直径是10万光年,这就意味着可能直到整个人类种族灭绝,我们也飞不出银河系。

飞船的速度是人类进行星际旅行的最大障碍,光速是我们所在宇宙的终极速度,即使飞船达到光速,也依然无法满足要求,只能另辟蹊径,想方设法突破交通技术的第三重外壳,来一次彻底的交通革命,让人类从三维尺度,飞跃到多维尺度,去实现征服太空之旅。那么可以采取哪些方法呢?

备选方案之一:曲率引擎飞船

(企业号飞船)

《星际迷航》中的企业号飞船和《星球大战》中的“猎隼号”飞船,安装的都是曲率发动机,这种发动机可以扭曲和拉伸飞船附近的时空,从而实现星际穿越。时空可以伸展和收缩,并且不受光速限制,意味着时空的膨胀或者收缩可以超光速。曲率引擎飞船拉伸飞船身后的空间,并且与飞船前面的空间相接触,此时,乘客们根本就不需要长途跋涉,由于空间已经发生变化,飞船瞬间便来到另外一个新世界,实现了时空穿越。

备选方案之二:量子传输技术

这种技术可以将人和物瞬间从一个时空传送到另一个时空,其原理依赖于某种神秘的物理现象——量子纠缠。“量子纠缠”描述了两个粒子即使相距遥远距离,一个粒子的行为将会影响另一个的状态。譬如当其中一个粒子被测量而状态发生变化,另一个即使相距百万里之遥,也会即刻发生相应的状态变化 。

量子纠缠和量子传输目前是信息传送和加密领域的热门研究课题,但是要想如科幻电影里描述的那样,用来传送人和物,难度之大超出了想象。根据英国莱斯特大学物理学家们的计算,如果我们通过技术手段将一个单位的人完全变成数据,那么整个物理结构将达到2.6×10 42 的数量级。这意味着,要用量子传输技术传送一个人,需要花去4500万亿年。这是一个极为可怕的数字,因为穷尽宇宙的寿命,我们也无法完成这个壮举。当然,现在不能,并不意味着未来不能。这种备选技术,让人充满了遐思。

备选方案之三:撕裂时空

从时空上面撕裂一个洞,让飞船穿过去,这是多么振奋人心的高科技。其实,所谓撕裂时空并没有多稀奇,就是我们耳熟能详的制造“虫洞”。这个概念最早来源于奥地利物理学家路德维希·弗莱姆,而在1935年,爱因斯坦与他的助手纳森·罗森研究引力方程之时,发现引力方程的一个解,预言了虫洞这种特殊的时空结构存在,称之为“爱因斯坦—罗森桥”。

但是由于虫洞的出现都是在极微小的量子世界里,且出现的时间很短,用来穿越时空勉为其难。到了1988年,加州理工学院物理学家基普·索恩和同事一起发现了可穿越的虫洞,不过,要想保持虫洞稳定,需要耗费差不多一个恒星的能量,对于人类而言,这是可望而不可求的神仙级别的技术。

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