絕望的星際旅行

1977年，NASA的旅行者1號探測器發射升空，如今已經快42年了。經歷了42年的飛行，旅行者1號成為了飛行最遠的人造裝置，距離地球超過224億公里。

然而，它想要飛到距離太陽系最近的比鄰星那麼遠的位置上（4.22光年），恐怕還需要7萬年的時間。即使是飛出太陽系（超過1光年的半徑），也需要上萬年。

（圖片說明：旅行者1號）

令人絕望的數字。

更加絕望的數字，還在後面：目前已知最宜居的系外行星Gliese 581 g距離我們20光年；銀河系的半徑大約為5萬-10萬光年；可觀測宇宙的半徑達到了470億光年。

可是，所有這些距離，都不是最令人絕望的，真正讓人看不到希望的，是速度。一百年前，偉大的物理學家愛因斯坦告訴我們：在宇宙中，沒有任何物質能夠超越光速。這意味著，即使人類的科技發展得再快，也無法讓宇宙飛船達到每秒30萬公里。

考慮到光年的定義，即使達到光速，我們到達Gliese 581 g也要20年，飛出銀河系至少需要5萬年，想要到宇宙的邊界去看看，需要470億年……而且到達的那一天，那裡已經不是宇宙的邊界了。

光速：人類的枷鎖

光速就像是禁錮著人類的枷鎖，讓我們對太陽系以外的世界都可望而不可即。相對論告訴我們：當一個物體速度提升的時候，它的質量也會增加，隨著它越來越接近光速，質量的增加也越來越快。而物體的加速是需要推力的，而加速度的大小又與質量成反比。當物體極度接近光速時，繼續給它加速的力將會變成無窮大，這是不可能的，因此只有沒有質量的光子可以達到光速。

而且，從理論上來講，一旦超過光速，將會徹底打破物理學定律，甚至時間逆轉，這也都是不可能的。

然而，科學家是一群“不信邪”的人。正是他們敢於挑戰固有思維的勇氣，讓人類的科學能夠發展到今天。他們相信，即使是光速不可超越的說法，也是有可能推翻的。

目前來說，比較熱門的突破光速的理論就是蟲洞和曲率驅動引擎。不過，最近德國哥廷根大學的物理學家Erik Lentz在《經典與量子引力》雜誌上撰文稱，他的理論可以比曲率驅動引擎可行性更高，更容易實現對光速的突破。

超光速的空間

誠然，愛因斯坦的理論告訴我們物質是不可能達到光速的，但我們在宇宙中的確可以看到超越光速的現象。實際上，我們宇宙的膨脹速度，就已經超過了光速，否則怎麼可能在138億年的時間裡膨脹出470億光年的半徑呢？

（圖片說明：空間的膨脹不受光速限制）

然而，這並不違背愛因斯坦的理論，因為空間本身並不是物質，不攜帶資訊，因此不會受到光速的限制。而那裡的天體只是附著在空間內的存在，它們本身的運動速度不超過光速，只是那裡的空間超過了光速而已。

因此，有些科學家提出：我們如果能夠利用這個原理，那麼也可以讓我們的航天器隨著空間的膨脹而實現超光速的飛行。具體來說，如果我們有一種裝置，能夠將航天器前方的時空進行一種“扭曲”，然後讓空間往那裡膨脹，那麼我們的航天器就可以隨著空間一起飛過去，同時不受光速的限制。

（圖片說明：曲率驅動引擎）

換句話說，如果能夠創造一個具有負能量的空間，那麼就可以實現這種航行，這就是曲率驅動引擎的概念。不僅如此，如果能夠利用負能量，我們也可以實現蟲洞的穩定存在。因此，對於許多的科學家來說，負能量將是解決星際航行的終極秘鑰。

孤立子

不過，Lentz對於負能量並沒有那麼多的興趣，反而對另一個概念充滿了好奇，那就是孤立子。孤立子是一種比較特殊的波，也就是所謂的孤立波，但具有粒子的特性。最神奇的是，孤立子可以在經歷了互動作用的情況下保持穩定的速度、能量和形狀等特性。

（圖片說明：孤立波藝術圖）

根據Lentz的計算，孤立子的存在並不違背愛因斯坦的廣義相對論，而且只需要正能量密度，而不是需要假設一種還沒有得到確認的負能量概念。從這一點來說，它要比蟲洞和曲率驅動引擎更具有可行性。

如果我們有足夠強大的能量，那麼就可以利用這些孤立子創造出“曲率氣泡”，從而實現超光速飛行，同時還不用擔心受到恐怖的潮汐力所造成的傷害。

當然了，大家也注意到了我們提及的一個前提，那就是足夠強大的能量。實際上，Lentz的計算結果顯示，這個能量的確強大得驚人。他指出：“如果想讓這種引擎將一個半徑為100米的 航天器提升到光速，它所需的能量相當於木星質量的數百倍。”

（圖片說明：科學家們設計的各種曲率氣泡）

這是個什麼概念呢？Lentz做了一個對比，和現代核反應堆相比，這個能量要大了30個數量級！也就是說，這需要至少100萬億億億個核反應堆可以……

（圖片說明：各種航天器前往比鄰星所需的時間）

超越光速的星際旅行，已經從幻想變成了可能。科幻片裡的劇情正在變成現實，隨著星際旅行的實現，或許我們也終將可以解答宇宙中是否有其他生命的問題。