是什么让光永远传播?

天体物理学家Davis是FTL太空旅行领域的领导者。对于戴维斯来说,人类探索浩瀚宇宙的潜力是无限的,曲速驱动也绝不仅限于科幻小说。

“超光速飞船推进的理论推导是几十年前提出的(参考米格尔·阿尔库比耶)。”戴维斯说,“所有常规的物理推进技术都局限于光速,超光速飞船的使用将大大缩短星际航行的时间和距离。”

超光速旅行

根据爱因斯坦的狭义相对论,物体的速度不能超过光速。但也有科学家认为这一理论存在漏洞,总有一天人类会在短短一天内进行光年规模的旅行。

在现在的超光速理论中,移动的不是飞船而是空间本身,构建了一个灵活多变的空间(实际上我们的空间从BIGBANG开始就一直在膨胀)。通过弯曲航天器周围的空间而不是加速航天器本身,曲速驱动理论不会违反爱因斯坦的狭义相对论,因为航天器本身的速度永远不会达到其所在空间的光速。

戴维斯的论文讨论了如何实现超光速旅行的两种理论——曲速驱动和虫洞。两者的区别在于操控空间的方式。

对于曲速驱动来说,原理是飞船前面的空间收缩,而后面的空间膨胀,从而产生推动飞船前进的“波”。

对于虫洞,原理是创建一个时间隧道,缩短路径连接空间中的两点。在论文中,戴维斯描述的虫洞入口是一个“极度收缩和扭曲的球,包含另一个宇宙或宇宙偏远部分的镜像”。

对于科幻迷来说,提到曲速引擎,他们往往会想到《星际迷航》和《未来世界》。说到虫洞,我会想到星际之门。

福特-斯维特镜

接下来要讨论的问题是:如何制造一种时空扭曲,让飞船的速度超过光速?很多人想象一定量的“负能量”就能达到预期的效果,而且似乎已经被初步实验所证实。在实验室中已经通过卡西米尔效应产生了负能量。这些现象都是基于对空间和经典物理对立面的认真思考,并不是空洞的。根据量子力学,空间充满电磁波,扭曲这些电磁波会产生负能量。

根据戴维斯的说法,最有可能产生负能量的方法叫做“福特-斯维特镜”。这是一个理论上的装置,可以将空间中的所有电磁波汇聚到它的焦线上。

“聚焦后会产生负能量。”戴维斯说,“负能量可以制造虫洞,可以让人通过。如果镜子大一点,飞船就能通过了。”但关键是,我们如何定位虫洞的出口?根据我们对现有物理学的了解,定位虫洞的出口并非不可能,只是我们还没有找到实现的方法。戴维斯论文中讨论的另一个问题是——如何在虫洞中操作飞船?毕竟在虫洞里,你可能完全无法导航。“星际迷航和星球大战中飞船显示屏上显示的恒星图像不是很准确。”戴维斯说,“穿过虫洞的光会被扭曲,你看到的会是一种奇怪的景象。”因此,宇航员无法通过周围的事物进行定位,他们将不得不依靠先进的计算机程序来计算他们可能的位置。

穿过荆棘飞向宇宙

戴维斯论文中的核心理论是用科学理论论证超光速旅行的真实可能性。在论文的最后部分,戴维斯提出了九个步骤,这些步骤可能会将我们推向工程原型和超光速旅行的实际测试。

这些步骤包括建立一个计算机模型来模拟空间扭曲的结构和功能。戴维斯还表示,福特-斯维特镜需要更严谨的探索。毕竟这只是一个理论上的装置。通过它产生负能量只是一种可能的方式,还需要进一步的研究来确定是否有其他更好的方式达到同样的效果。

戴维斯还介绍了发展和实施太空旅行的技术困难和挑战。但他认为不管有多难,未来某一天发展超光速旅行不仅是可能的,而且是必然的。

“地球生态环境遭到破坏,资源有限,受到外部空间的威胁。生命太脆弱,太阳系其他星球不适合人类生存。因此,我们需要探索太阳系外的行星来取代我们的家园。”戴维斯说,“这是人类发展和进化的一部分。”