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  • 1 # 冬哥譜科

    光速就是光子在真空中的運動速度。超光速顧名思義就是超過光的運動速度,這在理論和現實中是不存在的。但是現在科學家發現在某種介質中,某種粒子的傳播速度會超越光子,這就是切連科夫輻射。下圖:

    現在需要解釋的是“曲速”。嚴格地說,“曲速”並不是一個運動速度的概念,而是一種在光年尺度上,利用時空彎曲的原理,實現超越光速到達目標的一種方法。比如我們想走到地毯的另一頭,可以不必走過去,而是把地毯捲起來,我們就可以不動地方把面前的空間縮短。科學家設想的曲速引擎並不是自己在太空中飛,也不是在空間打一個洞,而只是改變空間的拓撲結構,它是利用擴大身後的空間,而把面前的空間縮短,然後躍進超空間。如圖:

    這種想法不僅令科學家們感興趣,也令愛好者們十分著迷。據傳,美國已經開展了有關的研究和試驗。

  • 2 # 貓先生內涵科普

    “光速”和“超光速”題主已經熟悉,現在提出“曲速”,果然是要進階的節奏,好,我們今天來聊聊這個逆天的存在。

    三體中的曲率驅動

    看過《流浪地球》的同學,不會不知道劉慈欣,劉慈欣成名作《三體》中出現過“曲率驅動”方式,感謝雲天明費盡心思的三個童話故事,也感謝聖母的努力,最終讓人類全部二維化!打住,回正題。

    大劉在書中這樣寫道:“一艘處於太空中的飛船,如果能夠用某種方式把它後面的一部分空間熨平,減小其曲率,那麼飛船就會被前方曲率更大的空間拉過去,這就是曲率驅動。曲率驅動不可能像空間摺疊那樣瞬間到達目的地,但卻有可能使飛船以無限接近光速的速度航行。”

    科幻嗎?見仁見智吧,因為美國NASA已經在做了。

    美國國防部披露了一份於2010年4月的報告稱,他們正在深入研究各種各樣的尖端太空科技,其中包括全新空間推進方式。這份34頁的報告最吸引目光的標題是:“曲速推動,暗能量和高維空間操縱”。這項報告裡提到的新型推動技術就是曲速引擎。

    科幻建立於科學之上,所以不管NASA還是大劉的曲速推進還是曲率推進,它們都得有理有據,首先我們得感謝偉大的愛因斯坦,和宇宙有關的,先跪謝他就沒錯。

    在相對論框架中,理論物理學家米基爾•阿庫別瑞(Miguel Alcubierre)在1994年推出——阿庫別瑞推進模型(Alcubierre Drive)。透過將空間拉伸,使飛船前方的空間收縮而後方的空間拉伸,空間便產生了褶皺,飛船乘著空間波浪前進,速度可以超過光速。

    飛船處於“曲速泡”之中,裡面是一塊平坦時空,飛船依靠空間的漣漪帶著它前進,所以,曲速能夠超越光速,卻並不違反物理學中的“光速最快”原則。

    但是以目前人類的科技實力而言,這項技術大家還是想想而已。

    首先,要想獲得空間曲率操縱能力,第一個必要的條件就是要製造出比真空能更低的能量密度——負能量。然而,目前為止,除了在國內的新聞媒體之外,人類依然無法制造出具現化的負能量。

    其次,進入曲速飛行的飛行器,“曲速泡”空間是必要的產物,然而在“曲速泡”前進的方向,會堆積大量的負粒子,當飛船脫離出曲率空間之時,累積的負粒子將從曲率空間釋放出來,和普通物質製造飛船相接觸,一下子產生巨大的正負粒子湮滅作用,飛船將於一瞬間化為烏有。

    從啟動到試飛,都困難重重。

    結語

    要把如此科幻的題材用於實際中,目前唯一的希望被寄託在超弦理論的實證,以及多維空間的操縱之上。

    但是目前還在玩化學燃料推進體系的人類,真能夠擁有如此強大的能量嗎?我實在沒有多大的信心。

    我是貓先生,感謝閱讀。

  • 3 # 時空通訊

    “光速”、“超光速”既然好理解,那“曲速”就也不難理解,就是透過曲裡八拐的技術“超超光速”,能夠理解嗎?

    不能?那就來簡單解釋一下。

    在這個世界,光速已經是一個極限,愛因斯坦相對論已經明確限制了我們這個世界的速度,就是任何有靜質量的物體都不可能達到光速,一個質子也不行。

    這是因為物質的動量會隨著速度增加,到光速就會無窮大。無窮大是什麼意思呢?就是整個宇宙質量也不是無窮的,這顯然是個悖論,就是光速藩籬。

    愛因斯坦提出這個定律不是隨意想象和說說,而是經過詳細論證有一套完整的數理模型支撐的,且得到100多年的無數觀測和實驗驗證,迄今為止絕對正確。你要不服,就拿出證據和理論推翻它,你就能得世界科學大獎。

    既然光速不能超越,那怎麼解決深空遠航蝸牛一樣爬行這個瓶頸呢?現在有兩個猜想,一個是透過時空隧道,另一個就是曲速航行。

    時空隧道就是蟲洞,也叫愛因斯坦~羅森橋,是愛因斯坦引力場方程的一個解。意思就是在極大質量天體的擾動下,周邊時空極端扭曲,有時會導致一個漩渦空洞,就像一個隧道,又像一座橋,把兩個相隔遙遠的時空串聯起來,如果宇宙飛船從這個洞中穿過,就能跨越時空距離,短時間到達遙遠的空間。

    這有點像在一張紙上鑽一個洞,螞蟻從這面一下就爬到那面,多快?

    這是愛因斯坦相對論中的一個預言,他的許多預言都已經被證實,比如黑洞、時空彎曲、引力透鏡等等,但這個蟲洞的預言還沒有被觀測證實,這種理論上存在的東西,在實際中我們能不能發現它,還要拭目以待。

    曲速航行簡單的說,就是把一塊時空扭曲,就像將一張紙摺疊起來,這張紙的面積跨度就小了很多,等於就縮短了距離。

    這次不是在紙上鑽一個洞,而是摺疊起來,還是那隻螞蟻,從紙張這頭爬到那頭甚至爬到反面,就會節省很多時間,甚至可以從紙張這頭一步跨越到那頭。

    這種航行可以超過光速若干倍,但不受光速藩籬的限制。因為扭曲的是時空,飛船本身並沒有超光速飛行,更形象的說是跨越式前行,它是從一個時空鴻溝上跨過去,只是節約了時間而已,並非真的飛的很快,因此不會發生光速祖孫悖論效應。

    這種曲速航行和蟲洞穿越的方式都不違背光速藩籬,但卻能夠超越光速很多倍地到達目的地。

    這個理論也是基於愛因斯坦的時空彎曲理論,宇宙時空就像一張紙,只要把它彎曲摺疊就能夠實現曲速航行。

    但說說容易,真正扭曲時空是要巨大能量的,所以這種技術目前還只能在科幻中實現。

    時空彎曲是存在的,已經被無數事實所證實。但這種彎曲都是大質量天體導致的,要人為彎曲,這個能量需要太大了。有人計算過,一個木星的能量才能啟動一個小小的飛船。還有的認為能量需求要達到太陽的10億倍,才能夠使時空發生理想的彎曲。

    如果這樣,就是人力不可為的,至少現階段人類沒有這個能耐。

    這似乎是一個很難破解的難題,但有人信心滿滿雄心勃勃,那就是一夥NASA的科學家們。

    NASA的工程師們在“百年星艦”研討會上,提出了“曲速引擎”實現恆星際宇宙航行的議題,認為該技術有希望實現,並啟動了這項技術的研究。

    物理學家米格爾·阿爾庫維耶雷設想,“曲速驅動”方式是在一艘形似足球的飛船外面,製造一個巨大的環,功能是使飛船外部時空彎曲,形成一個圍繞著飛船的曲速泡,這樣飛船就在這個泡中跳躍前行。

    他們認為,能量需求並不像人們想象的那麼大,甚至較小的能量就能夠到達很遠的地方。

    還有人提出負能量和方物質很可能使驅動這種曲速引擎的能源。但這個兩個能源都還只能存在於幻想中。

    不管怎樣這種科幻式宇航技術已經在NASA正在開展試探性研究,據說已經取得良好進展,但最終能否實現,能否用在人類走向深空的“百年星艦”上,還需要幾十上百年的等待。

    最終會成功嗎?我也不知道,您說呢?

  • 4 # 凌曉鳴

    光速是光的傳播速度;超光速是指運動速度超過光速的物理現象,理論物理預言存在一種運動速度超過光速的粒子“快子”,其運動速度大於等於光速,沒有質量,現實中還沒有被發現;曲速是指在宇宙中彎曲時空形成時空泡,進而壓縮前面時空,膨脹後面時空,以達到在宇宙中超光速航行的現象,這需要像黑洞一類擁有強大能量或質量的天體,以人類現有的技術遠遠達不到要求。

  • 5 # 明之樸樸

    光速是以地球人的角度來定義的光子傳播速度,也是物質的最高速度,超光速的物質不存在,只有意識可以超光速,嚴格來說…了本無速。

  • 6 # 北幽z

    曲速其實就是時空扭曲和壓縮的程度,在曲速中,分為0到10,其中10在理論中是達不到的,因為曲速10就意味著在任何時間任何地點都能出現,二在曲速中2就已經超過了光速,而曲速達到9就可以在20多秒的時間穿越整個太陽系,曲速就是物體以超光速在運動,曲速的本意就是在物體前空間急劇縮小,物體後空間急劇擴大,就如吹氣球,膨脹的氣球推動物體前進,不過要達到能使空間扭曲需要的能量十分巨大,在未來的幾百年人類也無法到達

  • 7 # 華北五角楓

    光速是以地平線為中心的光年。從這顆小行星到地球,以多少光速前進,什麼時候到達?還有就繞地球一週的光速,這顆星星的速度:天體之間的反應:有的反射折射、被吸引等,成立了相對論、對等線等交點。銀河系等星座形成。第二超光速是非常快的速度。比如月亮升起的藍腰等,是非常快的。平常也有幾萬光年。那麼曲速就是這首歌的速度快慢,停頓的頻率。整首歌完,是多長時間呢?

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