光速限制了文明在宇宙中的擴張,作為實現星際旅行的兩種最有可能超光速的方法,曲速引擎和蟲洞是科幻小說和電影中經常出現的概念。
那麼如果人類進入**文明,人類是否能夠掌握它們並開始星際旅行呢?
按照人類的想象,進入**文明的標準是能夠掌握和利用其所在星系的所有能源資源,而這個層次的文明應該具備前往宇宙其他星系的能力。 但是,科學家尚不清楚這種文明水平究竟是如何在很短的時間內前往其他星系並實現超光速旅行的。
曲速引擎。 曲速引擎的理論是基於物理學家公尺格爾·阿爾庫比耶爾提出的愛因斯坦廣義相對論的引力場方程的解。 它不同於通過熱功驅動汽車前進的汽車發動機,而是一種超光速推進系統。
這種發動機可以使飛船周圍的空間扭曲,使飛船前方的空間被壓縮,飛船後方的空間被擴大,在飛船的前後形成巨大的空間差,飛船本身會包裹在一層不受發動機影響的保護氣泡中,以確保飛船本身不會扭曲。 飛船周圍的空間不斷縮小和膨脹,縮短了兩點之間的距離,使飛船的行進速度能夠超過光速。
簡單來說,一艘裝有曲速引擎的飛船在執行時,只是在太空中搭建一條快速通道,飛船在被壓縮膨脹的空間中航行,飛船不斷收縮膨脹,推動飛船移動,從而超過光速。 這與愛因斯坦的相對論並不矛盾,因為太空飛行器的實際運動速度不超過光速。
然而,曲速發動機目前只是乙個假設的推進系統,能否實現,科學家甚至在理論上都不確定。 但有一點是肯定的,那就是要想讓時空極度扭曲,這台發動機的能量需求一定是巨大的。
蟲 洞。 蟲洞理論是阿爾伯特·愛因斯坦在2024年提出的,他認為彎曲的時空可能存在一些特殊的捷徑,這種連線宇宙中兩個不同時空區域的時空管稱為蟲洞。
蟲洞是另一種比光速更快的傳播方式。 穿越蟲洞理論上可以實現超光速旅行,其原理是通過跨越維度來實現瞬時遠距離移動。
雖然蟲洞在理論上是可能的,但自然發生的蟲洞可能不太穩定,比如最早提出的蟲洞模型叫做“愛因斯坦-羅森橋”,就是乙個不穩定的蟲洞。 要利用蟲洞實現時空旅行,就需要穩定的蟲洞。
對此,一些科學家在數學上給出了一些可以實現時空旅行的穩定蟲洞模型,比如莫里斯-索恩蟲洞。 但是這種蟲洞需要一種負能量物質來維持蟲洞的穩定性。 負能量是乙個與正常物質和能量相反的概念,它具有負能量值,可以引起時空膨脹,從而抵消普通物質和能量的引力效應,避免飛船行進時蟲洞的坍塌。 然而,這種物質是否存在於自然界中並不為科學家所知。
一般來說,曲速引擎和蟲洞仍然只存在於理論上,仍然處於虛構狀態的東西不能被使用或控制。 而**文明是文明的乙個非常高階的階段,至於人類文明是如何一步步變成**文明的,具體實現的路徑,科學家還不清楚。
曲速引擎和蟲洞似乎真的不真實,這兩者都是科學家根據人類現在已知的物理定律進行數學推論的。 科學家在研究物理現象或理論物理學時使用數學,因為數學是物理學研究中不可或缺的工具。 數學可以幫助物理學家描述物理現象,建立物理模型,推導物理定律,並進行物理實驗。 例如,愛因斯坦的廣義相對論是在數學上推導出來的。