一直以來,人類都夢想著有朝一日能實現太空旅行,欣賞美麗的浩瀚星空。
但宇宙如此之大,速度也成為了制約星際旅行的關鍵因素。雖然我們在地球上創造了無與倫比的速度,但一旦來到浩瀚太空,我們的速度就顯得太渺小了。
以目前的人類速度,要想飛出太陽系,也需要上萬年時間。所以說,想要進行真正意義的星系旅行,必須在速度上做文章,需要以光速飛行甚至超光速飛行才有可能實現。
但是愛因斯坦的狹義相對論給了我們當頭一棒,因為狹義相對論告訴我們,光速是宇宙的速度極限,任何具有靜品質的物體都不可能以光速或者超光速飛行。
而即便以光速飛行,想要穿越銀河系也需要最少20萬年的時間,因為銀河系直徑至少有20萬光年。
怎麼辦?難道人類註定與星際旅行無緣,註定被鎖死在太陽系?
或許沒有那麼悲觀!大自然並沒有關閉所有“超光速”的大門,仍舊為人類開了“一扇窗”,讓我們可以憧憬“超光速”旅行。
該如何進行“超光速”飛行呢?目前來看,主要有三種方式。
第一,利用時間膨脹效應和尺縮效應。愛因斯坦的狹義相對論雖然表明瞭光速是宇宙速度極限,光速不可超越,但是同時還告訴了我們時空的相對性,時間和空間是有彈性的,我們可以利用時空的彈性間接地完成“超光速”。
具體來講就是利用時間膨脹和尺縮效應。相對論表明,速度越快時間就越慢,空間就越短。時間和空間是有機的整體,所以時間膨脹和尺縮效應是等效的,也是同時出現的。
如果人類能把速度提升到非常接近光速,時間膨脹效應和尺縮效應就會非常明顯。理論上,只要速度足夠接近光速,就可以在一瞬間跨越任何浩瀚的星際距離,不管多遠,在我們看來都是近在咫尺,一瞬間就能到達數光年甚至更遙遠的距離,相當於“超光速”飛行。
但是,利用這種方式來“超光速”飛行在現實中很難做到,因為速度帶來的不僅僅有時間膨脹和尺縮效應,也有質增效應。
隨著速度越來越接近光速,飛船的品質也會趨於無窮大,這意味著需要非常的能量才能讓飛船加速到如此快的速度,如此巨大的能量對於人類來講就像是難以逾越的鴻溝。
第二,曲速引擎技術。愛因斯坦的相對論表明,時空是相對的,具有彈性,就像彈性布料那樣,可以彎曲,摺疊,甚至撕裂。
所以,理論上我們可以通過操控飛船周圍的時空,製造出某種“時空曲泡”,飛船在“時空曲泡”裡面相對靜止,只需要通過操控“時空曲泡”前後的時空就可以實現超光速飛行。
具體來講,可以這樣做。收縮飛船前面的時空,同時延伸飛船後面的時空,這樣就可以讓飛船像乘風破浪那樣在時空中飛行,速度可以達到十個光速甚至更快。
這裡需要強調一點,通過曲速引擎實現的超光速,並不意味著飛船的絕對超過了光速,並沒有違反愛因斯坦的相對論,只是時空的速度超過了光速,以超光速移動,而飛船相對“時空曲泡”是靜止的。
不過曲速引擎同樣需要巨大的能量,人類目前能夠製造的能量遠遠不夠。不過理論上是可行的,科學家們在實驗室中也證實了這點,把高能鐳射束集中對準時空中的某個點,就可以製造出微小規模的時空扭曲。
第三,蟲洞科技。蟲洞,相信大家都聽說過,原理與曲速引擎一樣,都是利用時空的可塑性來操控時空。
蟲洞,也被稱為“愛因斯坦羅森橋”,簡單講,就是在時空結構中“打洞”,這樣就能更快地到達另一個時空,就像城市中的地鐵那樣快捷。
想像一下,一張紙上有兩個點,我們想往返兩個點,需要走很遠的距離。不過如果我們把這張紙摺疊起來,然後在兩點之間“鑽洞”,製造出蟲洞,就能瞬間往返兩地。
這種“超光速”的方式比曲速引擎更徹底,因為曲速引擎的速度無論多快,都不可能瞬間到達目的地。而蟲洞科技理論上可以讓我們瞬間跨越浩瀚星際,相當於“瞬移”到另一個時空。
不過製造蟲洞需要的能量同樣是海量的,超級能量意味著超級品質,巨大的品質很可能讓蟲洞的兩端迅速坍縮為黑洞,以至於我們根本來不及穿越黑洞,就會被徹底“壓扁”!
理論上,我們“負能量”來抵消能量產生的巨大引力,這裡的負能量並不是我們平時所說的“消極的思想”,而是能量的反面,與能量的性質相反。而如何製造更多的負能量來穩定蟲洞結構,也是科學上的難題。
總之,“超光速”星際旅行的前景是非常美好的,但在通向星際旅行的道路上,我們需要克服重重困難。但不管有多難,大自然並不反對我們去“超光速”,所有的問題都指向了科技水準上,而不是理論上。
所以,我們也沒有必要氣餒,只需要不斷積累,不斷發展人類科技,終有一天,人類能實現真正意義上的星際旅行!