光速限制了文明在宇宙中的扩张,作为实现星际旅行的两种最有可能超光速的方法,曲速引擎和虫洞是科幻小说和电影中经常出现的概念。
那么如果人类进入**文明,人类是否能够掌握它们并开始星际旅行呢?
按照人类的想象,进入**文明的标准是能够掌握和利用其所在星系的所有能源资源,而这个层次的文明应该具备前往宇宙其他星系的能力。 但是,科学家尚不清楚这种文明水平究竟是如何在很短的时间内前往其他星系并实现超光速旅行的。
曲速引擎。 曲速引擎的理论是基于物理学家米格尔·阿尔库比耶尔提出的爱因斯坦广义相对论的引力场方程的解。 它不同于通过热功驱动汽车前进的汽车发动机,而是一种超光速推进系统。
这种发动机可以使飞船周围的空间扭曲,使飞船前方的空间被压缩,飞船后方的空间被扩大,在飞船的前后形成巨大的空间差,飞船本身会包裹在一层不受发动机影响的保护气泡中,以确保飞船本身不会扭曲。 飞船周围的空间不断缩小和膨胀,缩短了两点之间的距离,使飞船的行进速度能够超过光速。
简单来说,一艘装有曲速引擎的飞船在运行时,只是在太空中搭建一条快速通道,飞船在被压缩膨胀的空间中航行,飞船不断收缩膨胀,推动飞船移动,从而超过光速。 这与爱因斯坦的相对论并不矛盾,因为航天器的实际运动速度不超过光速。
然而,曲速发动机目前只是一个假设的推进系统,能否实现,科学家甚至在理论上都不确定。 但有一点是肯定的,那就是要想让时空极度扭曲,这台发动机的能量需求一定是巨大的。
虫 洞。 虫洞理论是阿尔伯特·爱因斯坦在2024年提出的,他认为弯曲的时空可能存在一些特殊的捷径,这种连接宇宙中两个不同时空区域的时空管称为虫洞。
虫洞是另一种比光速更快的传播方式。 穿越虫洞理论上可以实现超光速旅行,其原理是通过跨越维度来实现瞬时远距离移动。
虽然虫洞在理论上是可能的,但自然发生的虫洞可能不太稳定,比如最早提出的虫洞模型叫做“爱因斯坦-罗森桥”,就是一个不稳定的虫洞。 要利用虫洞实现时空旅行,就需要稳定的虫洞。
对此,一些科学家在数学上给出了一些可以实现时空旅行的稳定虫洞模型,比如莫里斯-索恩虫洞。 但是这种虫洞需要一种负能量物质来维持虫洞的稳定性。 负能量是一个与正常物质和能量相反的概念,它具有负能量值,可以引起时空膨胀,从而抵消普通物质和能量的引力效应,避免飞船行进时虫洞的坍塌。 然而,这种物质是否存在于自然界中并不为科学家所知。
一般来说,曲速引擎和虫洞仍然只存在于理论上,仍然处于虚构状态的东西不能被使用或控制。 而**文明是文明的一个非常高级的阶段,至于人类文明是如何一步步变成**文明的,具体实现的路径,科学家还不清楚。
曲速引擎和虫洞似乎真的不真实,这两者都是科学家根据人类现在已知的物理定律进行数学推论的。 科学家在研究物理现象或理论物理学时使用数学,因为数学是物理学研究中不可或缺的工具。 数学可以帮助物理学家描述物理现象,建立物理模型,推导物理定律,并进行物理实验。 例如,爱因斯坦的广义相对论是在数学上推导出来的。