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天天消息！爱因斯坦错了？德国科学家：人类可以“超光速旅行”，真的吗？

来源：全面剖析 时间： 2023-02-09 06:53:50

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光速有多快

光速，是目前所发现的自然界中的最快速度，在真空状态下， 光速 能达到惊人的 299，792公里/秒 。


【资料图】

我们对于这样的光速，或许没有什么概念。举个简单的例子来解释， 地球和月球之间的距离只有 1.3光秒 ，意味着光从月球传播到我们的眼睛，仅仅只需要 1秒 左右的时间 。

光速如此之快，以至于我们 人类几乎察觉不到光的传播 。

特斯拉首席执行官 埃隆·马斯克 ，曾表示想要在遥远的火星建立人类基地并定居。但是以我们现阶段的能力，从地球飞抵火星，需要耗费长达 7个月 的时间。

但如果能以光速飞行，那就完全不一样了。 地球与火星之间的距离在0.78亿到3.78亿公里之间 ，如果是处于 最近距离0.78亿公里 ，那么光只需要 260秒（大约4.3分钟） ，就能到达火星。

如果处于 最远距离3.78亿公里 ，那么光也只需要 1260秒（大约21分钟）左右 的时间。

这样的光速，足以令人类望尘莫及，无比羡慕。

问题来了，也到了您顺手点赞加关注的时间了，你是否会好奇， 难道这世间就没有比光速更快的事物吗？人类又能否实现超光速旅行呢？

阿尔库别雷曲速驱动器

按照爱因斯坦广义相对论的说法，空间和时间是融合的，在真空环境下，没有任何物质的运动速度可以超过光速。

而相对论似乎也限制了我们对于宇宙的探索，意味着任何火箭，飞船的飞行速度都无法超过光速。不过，这并没有阻止疯狂的物理学家们，试图打破这个速度限制的欲望。

如今就有理论研究表明，超光速旅行是有可能实现的 。

让物体在正常的时空中，加速到光速或许很难实现，但是 时空却不受这个限制 。

在1994年，墨西哥理论物理学家 米格尔·阿尔库别雷 （Miguel Alcubierre）就曾提出，在广义相对论的范围内，只要能 将 空间和时间弯曲得恰到好处，那么将有望实现超光速旅行 。

米格尔·阿尔库别雷

阿尔库别雷在构建他的假想模型时，曾受到了《星际迷航》的启发。在《星际迷航》中，联邦飞船上所使用的 曲速引擎，依靠时空的位移，来规避相对论和光速的障碍 。

虽然在局域空间中，没有比光速更快的速度，但这并不适用于两个 非局域空间 。

极限的速度，不能在时空的局部区域中被超越，但你却可以跳脱出来，利用时空本身超越极限的方式，来操纵时空，这便是 超光速旅行的关键所在 。

按照阿尔库别雷的想法，是将飞行器装在一个 局部时空气泡 中，然后来操纵周围的空间。 飞行器在移动时，它前面的空间会被压缩，后面的空间则会扩展膨胀 。

而时空气泡中的飞行器，则永远不会通过它周围的局部时空，并超越光速屏障，而这也被称为是 阿尔库别雷曲速驱动器，属于是一种推测性的曲速驱动器。

这是什么意思呢？我们可通过一个简单的例子来说明，假设A B两个点之间的距离为10米，如果你站在A点，每秒能行驶1米的距离，那么你只需要10秒钟的时间就能到达B点。

但倘若我们能以某种方式压缩A与B之间的空间，使得A与B的间隔距离只有1米，然后以1米/秒的速度穿越这个空间，那么你就能够在1秒左右的时间，快速到达B点。

时空扭曲的图形表示

从理论上来讲， 这种压缩时空的方式与相对论并不冲突，因为你在空间中的移动速度并没有超过光速 。

与处于时空中的事物不同，时空本身能够以任何速度 进行弯曲或者膨胀 。

因此， 被包裹在时空气泡中的飞行器，可以比正常空间中的光更快地到达目的地，且不会违反任何物理定律，也不受爱因斯坦的宇宙速度限制 。

阿尔库别雷曲速驱动器模型

但要产生曲速驱动需要产生大量的 负能量 ，别误会，这里的负能量可不是我们身上的“负面情绪”，而是一种 物理学概念 。

如虫洞和时间旅行，负能量可以帮助推动阿尔库别雷曲速驱动器的运行，利用负能量原理来扭曲飞行器周围的空间，使其能够达到超光速旅行。

但是最大的问题就在于，要运行驱动器需要足够多的负能量，产生如此多的负能量，则需要大量物质，而这远远超过了整个可见宇宙的质量 。

或许我们能将所需的质量，降低到一个可控的范围内，但却还面临另外一个问题。

一旦飞行器进入这个扭曲的时空气泡中，就难以从中逃离，就像进入了一个没有任何出口的绝对封闭环境中。

正能量孤子

不过也有一些研究声称，或许可以 使用“孤子”波的纯正能量 （孤子，是一种弱非线性效应和色散效应，处于某种特定的平衡的脉冲） ，来解决阿尔库别雷曲速驱动器所面临的难题。

在最近的一项研究中， 德国哥廷根大学的物理学家埃里克·伦茨（Erik Lentz）博士 ，提出了一种不需要负能量的解决方案。

埃里克·伦茨

伦茨构建了一个未开发的时空几何结构，将其称为 正能量孤子（或曲速气泡） ， 利用孤子对时空进行排列，能形成一种强大的奇异波 。

伦茨发现 孤子的传播速度可以超过光速 ， 并产生导电等离子体和电磁场，且正能量孤子也遵循爱因斯坦的相对论 。

但伦茨的这种 正能量曲速驱动 ，也需要大量的能量，按照伦茨的说法，一个半径100米的航天器，就需要相当于 木星质量数百倍的能量来驱动 。

所以要用正能量孤子进行驱动，就要将所需的能量降低到如今人类可操控的技术范围内，比如 利用核裂变反应所产生的能量 。

如果要利用核能，就需要再将 能量减少约30个数量级 ，才达到核裂变所产生的能量范围内。

人类虽从未停止过对于浩瀚宇宙的探索，但恒星之间的距离是以光年为单位的，星系之间的距离更是在数十万光年之外，更不用说时间膨胀的复杂性。

要建立和运行一个曲速驱动器，更是一件漫长且艰巨的任务。但就像伦茨博士所说的那样：

“如果一个人的一生中可以前往遥远的恒星，就必须找到超光速推进的方法，”

如今虽然超光速旅行虽只停留在理论层面，但我们可知的是 超光速不仅仅只存在于科幻小说，它有实现的可能 。

关键词： 之间的距离 爱因斯坦 的范围内

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