超光速旅行不再是科幻 或通過巨大能量實現

文/蕭路

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【大紀元2021年03月17日訊】人們總是夢想著前往其它恆星和行星,或者坐著飛船在宇宙中遊蕩。不幸的是,這樣的夢想只存在於科幻小說中,因為即使是距離最近的恆星「比鄰星」,也距離我們超過四個光年。這意味著即使能夠以光速前進,也要花費超過四年的時間才能到達最近的恆星。

為了快速到達宇宙的任何部分,星際迷航等科幻作品引入了「曲速速度」的概念,該概念使星際飛船的行進速度比光速快。然而,在愛因斯坦的廣義相對論下,不可能有東西比光速快。

那麼,永遠都不可能有超光速旅行嗎?至少在理論上,科學家似乎找到了可行的解決方案。

在來自德國哥廷根大學(University of Göttingen)的物理學家埃里克‧倫茨(Erik Lentz)的一項新研究中,他提出了一種比光速快的旅行模型,這要歸功於他所謂的新型超快孤子。它們是一種波,可以保持其形狀和能量,並且可以以恆定的快於光速的速度移動。

根據倫茨的模型,這些超快速孤子的模型可以存在於廣義相對論的框架內。

有了足夠的能量供應,這些孤子就可以配置成「光速泡」,具有比光速快的速度,因此從理論上講,它可以使物體通過時空而不會受到極端的潮汐力的影響。

該解決方案的唯一問題是,它消耗的能量比我們現在所能承受的要多。

倫茨在一份聲明中說:「要讓一個半徑一百米的飛船以光速行進,所需的能量大約是木星質量的數百倍。」

「在現代核裂變反應堆的範圍內,能源儲備需要大幅度提高,大約需要30個數量級。」

儘管由於能量供應不足,目前無法使用此方法,但先前關於光速旅行的想法依賴於一些奇異物理學現象。

例如,人工蟲洞和阿庫別瑞引擎涉及一種稱為負質量的奇異物理現象。這是一種奇異物質,其質量與正常物質的符號相反,例如負一磅。因此,它們在重力作用下會產生一些奇怪的行為,並且可能會比光速行進更快。

但是,這種奇異現象原則上僅存在於量子尺度上:沒有明顯的方法可以使宏觀物體具有負質量。

另一方面,新模型利用時空的特徵來促進比光速更快的旅行,並且只需要普通的正能量即可。

「這項工作使光速旅行的問題相比於基礎物理學的理論研究向工程學方向更進一步。下一步是弄清楚如何將所需的天文數字的能量減少到當今技術範圍內,例如大型現代核裂變電廠。然後我們可以討論構建一個原型機的問題。」倫茨說。

對於模型所需的非常高的能源供應,倫茨解釋說:「幸運的是,早期的研究中提出了幾種節能機制,可以將所需的能源降低近六十個數量級。」

倫茨目前正在努力確定是否可以修改這些方法,或者是否需要新的機制將必要的能源供應降低到目前可能的水平。

這項新研究發表在《經典和量子引力》雜誌上。

責任編輯:林妍 #◇

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