90年代的“曲速引擎”,或能让人类飞出太阳系,为何却遭废弃?

曲率引擎就是科幻作品里面,实现光速飞行的一种方法,从原理到技术都是停留在科幻的程度,人类还远远没有到对其进行研究的地步,怎么会遭到废弃呢?

无论是《星际迷航》还是《三体》中都涉及到了星舰的曲率引擎。对于人类的星际旅行来说,首先,爱因斯坦相对论给出了光速不变的限制,任何物体的运动无法超越光速,这对于茫茫宇宙,不是个好消息。但爱因斯坦在广义相对论中也给出了另一种希望,那就是时空是弯曲的。

飞船无法超越光速,但也许我们可以把空间弯曲。其中一种方法就是虫洞了,利用空间中扭曲的虫洞,相当于空间的折叠,轻松实现空间的跳跃。

另一种常见的就是曲率引擎,就是通过控制物质与反物质的反应,通过能量场制造出包裹这飞船的曲速泡,通过飞船前后能量场的挤压空间,使飞船获得高速的运行。三体谈到的就是,当利用能量把飞船后方的空间曲率减少,飞船就会被前面大曲率的空间牵引驱动,获得接近光速的速度。

虽然各种科幻作品里,曲率引擎,反物质引擎都是星际旅行的标配,但这只是科幻而已,对于当前人类科技来讨论这些,在千年之内,貌似都没有太大现实意义。

所谓的“曲速引擎”,其实指的就是“曲率驱动引擎”的概念,这是一个还停留在“科幻电影”层面的理论,人类从未掌握过相应的技术,更何谈“废弃”之说。

宇宙的广袤是我们人类很难去真实想象的,之所以人类的探索空间极为有限,很大程度上也是我们无法发明出接近于光速的航天设备,这里边涉及到燃料、材质、通讯等一些列的问题。而所谓的“曲率驱动引擎”其实是属于一种“另辟蹊径”的想法,“曲率驱动”并不是执着于如何尽最大的努力去给航天器进行自身加速(毕竟想要超过光速基本是不可能的事情),而是选择通过对时空本身进行改造来驱动飞船,核心逻辑就是利用物理学定律当中的“一些漏洞”,最终去打破光速不可超越的限制

当然这一切只是停留在理论层面的思考,目前只能算得上是一种科幻的想象。更多的也只是应用在科幻电影的情节之中,比如著名的科幻电影《星际迷航》中就有关于“曲率航行”的概念设定,包括小说《三体》中也有类似的情节设定。所以说人类其实从来也没有掌握过相关的技术能力,哪里谈得上什么“废弃”之说,也许在未来的某个时期人类有可能掌握到类似的技术,但今天的人类科技与所谓的“曲率航行”还有着“十万八千里”的差距。

我们究竟要如何去理解所谓的“曲率航行”呢?

这其实是一个比较复杂的事情,与我们人类目前所掌握的科技及物理知识也存在较大的不同之处,因此也确实是很难被所有人都能够清晰的理解。

简单一点来说,我们的宇宙虽然表面上看着是一个平面,但实际上它并不是完全平坦的存在,而是存在着曲率的,我们甚至可以把宇宙想象成一个大圆球,或者是一个甜甜圈,这时候通过曲率去实现空间位置的改变就和传统的直线加速飞行就可能存在这较大的不同。人们也就有可能利用曲率加速去实现对光速的超越,进而也就可以实现更远距离的太空穿梭。

这就好比一台遥控汽车,行驶在一个平坦的路面上,这时候曲率基本为零,那么遥控汽车并不会持续进行加速运动,而是以一个平稳的速度持续前行。而如果前方突然出现一个非常深的悬崖,遥控汽车跌落悬崖以后,曲率就会变得无限大,这时候遥控汽车就会在很短的时间内达到一个极为快速的速度,如果这个悬崖足够的深,那么这个遥控汽车的速度就会变得足够的快。

“曲率引擎”和“虫洞”其实并不是一种概念。

很多人都会认为“曲率引擎”和“虫洞”是一样的理论依据,其实两者是完全不同的两种思维方面。虫洞的逻辑是只要找到虫洞,就可以实现空间的瞬间转移。而曲率引擎的逻辑是通过人为改变飞船周边的时空来实现飞船的“超级加速”,这个速度最终可能是光速的很多倍,进而也就实现了空间的快速转移,但无论多快,这个过程都不是瞬间完成的。

实际上无论是“虫洞理论”还是“曲率引擎”,目前仍都只是理论上的一种逻辑,人类也根本没有能力对掌握相关的技术,所以这个所谓的“科技”还都只能存在于“科幻电影”之中。而未来人类最终会掌握什么样的快速空间穿梭技术,我们现在其实也很难去准确的想象,只能留给时间去一步一步检验了。

以上个人意见仅供参考。

90年代的“曲速引擎”,或能让人类飞出太阳系,为何却遭废弃?

什么时候废弃了?公元2063年4月5日早上11点左右,泽弗兰·科克伦博士驾驶凤凰号进行第一次曲速I级试航,被路过的Vulcan星飞船探测到了异常曲速信号,从此揭开了地球和Vulcan星被奉为银河系和平共处,携手发展典型的星际友谊!所以,放弃了吗?

一、曲速引擎?

其实各位几乎所有的曲速引擎信息都来自ST,也就是《星际迷航》,尽管这是并没有在现实中存在,但不得不夸赞一句的是,也许这是仅有的能突破狭义相对论中关于光速不可超越的引擎之一!曲速引擎的飞行原理很简单,如下图:

上图是曲速引擎的飞行原理,之中有三个关键设置:

1、后方被拉伸的空间

2、前方被压缩的空间

3、中间包围飞船的弯曲空间空泡

利用的是空间的弹性推动中间的曲速泡包裹的飞船前进,对于飞船来说曲速泡包裹下,它与周围的空间并没有位移,对于前后空间来说,移动的是曲速泡的空间,而空间膨胀导致的位移并不受光速的限制,因此曲速引擎可以达到远超光速的存在!而中间的曲速泡则是超越光速的关键,假如没有这个曲速泡,那么空间与飞船之间将会出现位移,那么无限接近光速就是曲速引擎的最高速度,而且会产生各种效应(主要是时间膨胀效应),三体中的曲率引擎是没有曲速泡的!

这个速度实在令人羡慕,以9.9999级的曲速横跨银河系也只要6个月,但我们现在去一次火星单程也是这个时间,与之相比,我们连蚂蚁的速度都没有达到!

二、如何实现?

说了那么多诱人的前景,不谈如何实现那就是废话!根据曲速引擎飞行原理的各个设置,我们需要以下几种技术与物质:

1、弯曲空间技术,目的是形成的曲速泡,当然初期我们可以不用这个,即使光速人类也已经心满意足了!

2、扩张拉伸空间的物质

3、压缩空间的物质

  • 其实将空间弯曲度为平坦到空间曲率增加,看起来似乎很简单,理论上来看质量就能实现,比如大质量天体周围的空间就是如此,而黑洞则更加!

  • 但将空间拉伸,也就是膨胀的物质,则只有传说中的暗能量才能达到了,科学家认为暗能量是引起宇宙加速膨胀的主要原因!尽管几近于板上钉钉的事实,但到现在为止也没有观测到所谓的暗能量!当然我们能找到负能量的奇异物质也可以,不过可惜的是我们似乎毫无头绪!

既然距离现实有点远,那么我们来看看科幻小说中是如何描述的呢?《联邦星舰进取号完全图解》中有一段描述,我们不妨来看看:

正物质/反物质的反应产生了超高溫等离子体.然后那些等离子体被输送到飞船的曲速引擎舱中,并且穿过曲速线图,这些线圈是用Verto-rium cortenide复合材料制成的,当等离子体通过它们时会产生曲速场.逐步改变他们周围的空间形状,因此扭曲量是测量该飞船在航行时曲速能力的关键物理指标,表明具有曲速能力的飞船可以飞的比原先任何人想象的都要快得多!

看来正反物质反应产生就是一个跨不过去的坎,但据描述是用二锂晶体来控制的,当然我们也不知道这是啥玩意儿哈,不过科幻小说中描述的实现过程大家就不必在意了!

三、有比曲速引擎更快的技术吗?

1、Borg种族使用的超曲速通道技术比银河系联邦最高曲速要快20倍左右!

2、量子滑流引擎,量子滑流科技和超曲速配合改变空间的量子状态达到超高速的目的

3、亚空间走廊 “航海家号”在亚空间走廊中航行了5分钟就跨越了200光年,这也就相当于2.1024×10^7倍光速

4、同轴曲速引擎 空间跳跃引擎,瞬间到达另一个目的空间

5、星门 就是星际之门中的那种,有点类似于虫洞!

距离2063年还有约43年左右,各位对曲速引擎还抱有希望吗?

“90年代的“曲速引擎”,或能让人类飞出太阳系,为何却遭废弃?”,曲速引擎作为光速飞船的动力装置常见于各类科幻作品之中,从《星际迷航》系列到《三体》都有大量关于曲速引擎的描述。曲速引擎又被称为阿库别瑞引擎,其相关历史最早可以追溯到上世纪五十年代,德国物理学家海姆曾经提出通过扭曲时空以及时空跳跃来实现超光速飞行,为了实现时空的扭曲,海姆曾经提出通过制造强磁场来产生引力场,不过即使到今天,物理学也没有把电磁力与引力统一到一起。

“曲速引擎”听起来非常高大上,但是本质上它也是一种引擎,我们常见的汽车引擎是一种把燃料化学能转化为机械能的装置,而“曲率引擎”则是把其他能力转化为引力能的装置,汽车引擎可以通过活塞曲轴齿轮等组合来实现能量转化,而“曲率引擎”需要什么装置呢?科学家也不知道。所以说,理论总是走在技术的前面,我们只能理论上通过改变空间曲率来实现超光速,但是如何通过具体的工程技术来改变空间曲率或者产生“曲速泡”却是未知的答案。

其实对于“曲速引擎”的研究并未被废弃,但肯定也不会有某个国家或者机构专门设立一个实验室来开发“曲速引擎”,因为不管是从理论水平,还是人类现代的工程技术水平来说,人类都不具备相关的条件。“曲率引擎”不仅仅是一个引擎,还涉及到空间维度、四大基本力统一、暗物质、负能量等等相关的理论,所以现代前沿物理学的发展和“曲速引擎”也是息息相关的。同样,理论物理学的发展并非一朝一夕的事情,我们以“物理的终极理论”——M理论为例,科学家认为要想验证M理论的正确性,人类需要建造银河系一般大小的粒子对撞机才可以,所以,前沿物理理论的发展主要还是依靠纸和笔。

科学家认为,制造出可以包裹一百立方米大小宇宙飞船的“曲速泡”所需要的能量是非常惊人的,甚至把整个地球的质量转化成能量都不够,按照人类现在的工程技术水平,这显然是不可能的事情,如果没有“四两拨千斤”的理论方案,“曲速引擎”依然是空中楼阁。

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你是把科幻当现实了吧?曲速从来没有实现过拿什么来废弃?

曲速最早确实是由物理学家设计提出来的,具有一定的科学性,但并不表示它就真的能实现了。

最早让人了解曲速引擎的大概是系列科幻片《星际迷航》了,里面的n倍光速让人看得很爽吧,但别忘了它的实现需要巨大的能量,大得超乎想象,这样的能量根本不是目前人类能掌握的。

对于目前连可控核聚变技术都没有掌握的人类,研究曲速有什么用,就是神级文明送我们一艘曲速飞船,我们能找到能驱动它的能量吗?目前来说,显然不能。既然如此,还研究来做什么?还不如把精力花在研究更靠谱的方案,比如电磁驱动的Em引擎。。。

曲速大概是目前已知的未来星际航行的最优方案了,但以目前人类掌握的技术来说,是无法实现的需要发展到科研项目很多,还是做一些有望成功的比较靠谱。虽然不排除有国家会着手研究,但肯定不会大量投入资金。

首先申明自己的观点:曲速引擎可不是诞生在90年代,只能说曲速引擎的假说诞生在90年代,在人类历史上从未研制过曲速引擎,又何来抛弃之说?

什么是曲速引擎?答:在保证飞船不超越光速的情况下,对空间进行折叠,以实现空间的大幅跃迁。

曲速引擎的概念在1994年,由物理学家米盖尔?阿尔库比雷创造。它的基本理论是,在尊重相对论,一切有质量的物体不能达到或超越光速的前提下,将空间本身进行折叠,已达到大幅时空跃迁的目的。

曲速引擎的基本理论是,根据爱因斯坦的相对论,空间本身并不是平坦的。如果通过巨大的质量或者能量,能在飞船周围形成一个巨大的能量泡,对飞船前面空间进行压缩,就能使这艘飞船在不超光速的前提下,在单位时间内跃迁更大的空间,这在理论上是可行的。举一个简单的例子,这就好比一个人坐火车从上海到北京,在火车速度不变的情况下,将北京到上海之间的距离进行压缩。

曲速引擎为什么在科学界不被重视?答:因为在现实中不可行!

虽然曲速引擎的概念一经提出,就成为科幻小说家重要的灵感来源。但在主流的科学界,基本认为这种想法不可行,甚至一些硬科幻小说也坚决排斥曲速引擎的概念。有科学家经过计算,如果要对宇宙的空间加以折叠,所需的能量基本上把整个宇宙的质量填进去都不够。

在前几年,曾有两个美国科学家宣称,根据他们的计算用两个太阳的能量,可以实现一个光子的曲速飞行。并且他们正在展开实验,但后来就没有了下文。

科学家排斥曲速引擎另一个很重要的原因在于,曲速飞行事实上是在钻相对论的空子。在狭义相对论中,光速是一个重要的宇宙常数,超越光速也就意味着因果律被打破,将完全颠覆现有的物理学甚至哲学框架,造成逻辑上的悖论。

最简单的例子就是祖母悖论,如果一个人穿越到过去杀掉自己的祖母。那么这个人将不会诞生,既然这个人没有诞生又怎么能去杀掉自己的祖母呢?可以说,在解开这个悖论之前,曲速引擎的概念并不会被主流科学界所接受。

《三体》刘慈欣先生,曲率航行但不超光速的理论可不可行?答:仍然不可行!

在《三体》中刘慈欣先生为了回避因果律,创造了一个奇特的概念,即曲率引擎可以实现但不能超光速。在《三体》中,无论是归零者的飞船还是程心的飞船,虽然都使用了曲率引擎,也都能以接近光速的速度飞行,但却达不到绝对的光速,更不能超越光速。

刘慈欣先生的这种方案从表面上看是可行的,但这种曲率方案虽然回避了因果律,但却面临一种更简单的逻辑悖论。如果一个文明所掌握的能量已经能够足以折叠空间,那么用这种能量直接推动飞船就可以了,又何必多此一举的研发曲率飞船?

虽然站在小说的角度,曲率飞船有瞬间进入光速、不许要漫长的加减速、不需要增加对人体抗冲击力保护等优点,但至少说明光速飞船不只有“曲率”引擎一条路。为什么所有的文明都选择了“曲率”这条路?

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因为它是建立在伪科学理论上的伪科技!

首先感谢邀请。我们的宇宙诞生于138亿年前的大爆炸,如果没有那场大爆炸,今天世界将不复存在,你我也不会出现。随着科学技术飞速不断的发展,我们开始对未知的太空更加的向往,但是宇宙实在太大了,即使我们以最快的探测器旅行的一号的速度,也仍然慢如蜗牛,即使以光速,我们仍然非常的慢。有什么办法才能实现超越光速的太空旅行呢?

你知道根据爱因斯坦的相对论来看,当一个物质他的速度变得越来越快,其产生的质量就会越来越大,所需要的能量也会越来越多,当物质达到光速后会需要一个极其恐怖的能量,目前来看宇宙中没有任何物质能产生出如此强大的能量,因此物质是不可能超越光速的。既然物质没有办法超越光速,那么我们肯定要从其他方面下手。比如时空。

我们知道时间和空间为一体的,如果我们将相隔的两片时空,进行折叠和压缩,那么就会产生出一个时空隧道,而我们穿越隧道之后,我们叫能到达目的地。无论多远,只需要将空间进行压缩。这就是虫洞效应,制造两者之间有虫洞的存在,无论相隔多远都能瞬间到达,目前来看虫洞貌似很难实现了。

那么我们采用另一种方式那就是能量。当能量强到一定程度的时候,是足以影响时空的。曲速飞行运用的则是压缩时空,通过将前方的时空进行压缩,飞船的内部保持正常的时空。而飞船的后方时空会恢复为常态。

简单的说,通过制造极为强大的能量。来对时空进行影响,非常在行进的过程之中,强大的能量会对前方的时空进行压缩,从而飞船能够直接跃过压缩的时空,这样就可以省下很多的路程。而飞船你的后方不存在着改变时空轨道能量,因此时空又恢复了常态。这就是曲速航行,它是超越光速的存在,运用的就是压缩时空的效应,又被称为可移动的虫洞!

不过目前来看,我们又回归到一个起点。那就是目前来看,没有任何物质释放的能量能够足以改变时空。哪怕将地球上的所有核武器引爆了,结果也是一样,时空不会发生任何改变!因此曲速航行短期之内是无法实现的!

我是宇宙V空间,一个科普天文爱好者!本文由宇宙V空间原创,转载请注明出处!如果你对这篇文章有疑问,请在下方评论和留言!

上海科技报科普问答主持人:主任记者 吴苡婷

首先,更正一下,曲速引擎概念的出现不是在上世纪90年代,而是在上世纪50年代,德国物理学家海姆提出了一个名叫”超时空动力”的概念,所谓曲速引擎就是希望利用时空扭曲和时空跳跃完成超光速飞行,如何创造时空扭曲和时空跳跃呢?海姆认为可以利用强力磁场完成,如果磁场足够强大,宇宙飞船就可以进行二度次空间,以超光速航行,一旦磁场消失,宇宙飞船就会回到原来的时空。

其主要原理是这样的,第一种模式是利用时空扭曲拉近两点之间的距离,比如二棵树之间的距离是1公里,如果用1公里/小的速度,从一棵树走到另一棵树需要1小时。而我们如果想办法,把二棵树变弯曲,使二棵树弯到只有0.1公里的距离,那么从一棵树到的时间就只要0.1小时了。另一种模式是,因为时空扭曲,弯曲的引擎使飞船后面的时空膨胀,而前面的时空收缩,宇宙飞船将被动地随着它所在的空间移动,如同在激流中的小船一样,速度会几何倍提升。

这个概念所制造的场景,我们在很多科幻电影和儿童科幻动画片中经常会看到。著名的科幻片《星际迷航》中曲速引擎就是受到了此理论的启发,根据片中的描述,拥有曲速引擎的宇宙飞船,可以利用反物质燃料产生的能量改变周围空间的几何结构来达到超光速飞行的目的。

但是这一理论没有得到主流物理学家的认同,在海姆去世后,这一理论在物理学界也销声匿迹。

但是在2005年,德国萨尔茨吉特应用科学大学的物理学家豪泽与同事德勒舍尔共同撰写了一篇实验论文,他们以海姆理论为基础,探究”超时空发动机”制作的可行性。这篇文章居然被美国航空航天学会授予2005年度”核能和未来航空”项目大奖。2015年5月,甚至传出消息,美国宇航局的科学家已开展了对曲速引擎的研究工作,并对这种科幻级的动力系统进行了测试。

但是也有很多物理学家对此进行了质疑,认为只是一种设想,该实验背后的数学和物理原理目前还不完善,甚至可能并不存在。另外,建造这样的磁场本身需要极大的能量,现实中这样的模式是没有操作意义的。

人类对能量的使用还处在大锅烧水的原始阶段,要搞个曲率引擎,请问烧油还是插电啊?对能量的掌控程度才是一切的基础,现在维持可控核聚变的能级都没掌握,哪来的曲率引擎啊!

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