在这个宇宙中,物理规律无处不在。他们约束着这个,按照一定的规则运作。
其中一个定律就是对速度的约束,也就是光速。真空中的光速约为每秒30万公里,是宇宙中最快的速度。爱因斯坦告诉我们:宇宙中没有任何东西可以加速到光速。
然而,人就是这样。他们从来不信邪,所以才会有各种科学上的突破。虽然在理论上,人们明白光速是无法超越的。然而,还是有人孜孜不倦,想要打破这个“规矩”。
1994年,墨西哥物理学家明戈·阿尔库贝利提出了一个可能解决光速极限问题的方案,即曲率驱动引擎,又称引擎。
所谓空间是三维的,长、宽、高三个维度,而且好像是均匀分布的——这好像是对的。如果空间不均匀,那不就是我们到了某个地方吗?,会被拉伸还是被压扁?
科学家告诉我们:空间确实并不总是均匀的,它有时是弯曲的。三维时空的曲率可能很难理解,但我们可以通过将三维空间简化为二维平面来理解。如果有一张平面网,它就是一个二维空间。如果用力按压零件,它会凹陷。凹陷的程度,称为曲率,取决于你用力按压它。
或者形象地比喻一下,如果你驾着小船在河上行驶,突然河流走到尽头,眼前出现了一个巨大的瀑布。然后你和你的船就会从瀑布上掉下来,下落的速度比你滑行的速度快得多。
同样,在宇宙中,如果我们找到三维时空的“瀑布”,或者它的“凹陷”,借助时空曲率,我们可以实现超高速运行.
在宇宙中,空间的分布非常奇特,每一处都不是绝对“平坦”的。因此,为了获得更好的加速效果,需要将后排空间“拉”平。
那么,为什么这种方法被认为是突破光速的解决方案呢?
科学家指出:与以往其他加速原理不同,曲率驱动发动机的能量本质上不是用来加速航天器本身,而是用来创造可以加速的环境。举个在小河上划船的例子来说明:一个人划船的速度可能只有每小时10公里,不管吃多少食物,即使服用兴奋剂,也不会超过15公里。而如果你滑到瀑布的边缘开始下落,根据的简单计算,只需要半秒钟就可以超过这个速度。
因此,曲率驱动发动机并不是单纯的给飞船加速,所以原理是不一样的。在曲率所在的空间,并没有超过光速,而是随着空间的扭曲而变化,就像宇宙边缘的膨胀速度可以超过光速一样。而且,这样一来,飞行所需的能量也可以大大减少。
比如我们要去火星,我们可以扭曲地球和火星之间的空间,然后飞船通过“坠落”的方式“坠落”到火星,速度非常快。
2012年9月14日,在美国宇航局约翰逊太空飞行中心举行的星际飞船100周年座谈会上,美国宇航局科学家哈罗德·怀特对曲率驱动发动机做出了预测,指出这艘飞船应该是一个环状结构,类似于甜甜圈的形状。
对于曲率驱动的引擎,刘慈欣在《三体》中也有描述。看起来,这可能确实是人类星际旅行的解决方案。目前,有科学家在做相关研究,约翰逊太空飞行中心也在实验室研究曲率场干涉仪。
或许在不远的将来,曲率驱动的引擎可以实现。那么,人类突破太阳系的梦想终将实现。