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新曲速引擎理论设计能实现超光速旅行

在很多人研究怎样让飞船获得巨大动力实现超光速旅行的时候，另一些科学家在钻研曲速引擎（warp drive）。它是一种理论上认为可以实现超光速旅行的技术。
【新曲速引擎理论设计能实现超光速旅行】1994年物理学家阿库别瑞（Miguel Alcubierre）提出，通过弯曲时空可以实现超光速旅行。但是他的想法当时只是一个粗略的方向。今年2月发表在预印网arXiv上的一份研究，两位美国物理学家鲍勃里克（Alexey Bobrick）和马蒂尔（Gianni Martire）在阿库别瑞的理论基础上，把很多问题具体化，并解决了之前该理论在实现上的一些难点。
超光速旅行
人们一直希望造出动力很大的飞船实现超光速旅行。可是爱因斯坦的相对论认为这至少有两方面限制。一方面他认为任何物体运动的速度都不可能超过光传播的速度。即使是真的以光速飞行，能够到达的空间范围其实也很有限。除了太阳系之外，天体之间的距离都是以光年为单位的。
另一方面，即使飞船达到接近光速，相对论认为飞船内的时间将相对于地球变慢。假设前往距离地球150光年的目的地，飞船内的人虽然可能在有生之年抵达目的地，可是回到地球的时候，地球上已经过了至少300年。这样的太空旅行对地球人来说并不方便。
曲速引擎阿库别瑞提出的曲速引擎基于相对论时空弯曲的理论发展而来。相对论提到，在能量或质量的周围，时空将被扭曲。如果把时空想象成一张橡胶垫子，上面放上一个保龄球，这个垫子就会陷下去一块。这种理论把引力解释成物体倾向于落入陷坑的趋势。
阿库别瑞设想，如果造出一个曲速泡泡（warp bubbles）封闭的空间，前方的时空是收缩的，让物体倾向于往前运动；后面的空间是膨胀的，辅助推动物体向前。在前后扭曲时空的作用下，这样的泡泡就可以在空间中移动。而曲速泡泡内部的时空是“平坦”的，就是一块不受任何质量作用的时空。如此，在曲速泡泡内移动的物体就不用受时间变化的困扰，可以在与地球同步的时间状态下旅行。
曲速引擎太空船？阿库别瑞的设想由复杂的数学计算支撑，可说是十分抽象。鲍勃里克和马蒂尔的新研究提出，曲速引擎可以是一个由足够的能量（或者说质量，在物理学中，质量和能量几乎是等同的概念）建造的外壳，并且处于不断的运动中，封闭着一块平坦的时空，也许就像一部汽车一样。汽车也是由可见物质材料制造的一个外壳，其内部封闭着一块固定的空间。
在阿库别瑞的理论中，曲速引擎需要用到大量的“负能量”，这是科学家至今还未发现的物质。这份新研究计算认为，倒是可以用正能量物质建造这种太空船，或者用正负能量结合的方式。不管怎样，鲍勃里克和马蒂尔设计的概念比起阿库别瑞更接近真实一些。
遗憾的是，新研究认为这种飞行器仍然要受到相对论的限制。而且这样的飞行器可以分为多种类型，而对于这些类型中大部分的设计来说，其中封闭的时空恐怕还会受到影响，也就是乘客仍然要面对和地球出现时间差的问题。按照他们的设想，这个能量外壳具有修改其内部时空特性的能力，可以使内部时空相对于外界变快、变慢。
曲速引擎应用奇想澳洲天主教大学（Australian Catholic University）哲学副教授巴伦（Sam Baron）认为，如此看来，即使鲍勃里克和马蒂尔的研究具体化了曲速引擎概念的很多方面，还解决了其它一些问题，可是距离作为人类需要的太空船来说还是太遥远，也不一定是个合适的技术方向。
但是他觉的这种技术有其它用武之地。从本质上说，曲速引擎就是一个封闭起来的不同的时空，造出较小的这类机器比制造太空船应该容易得多，也有神奇的用处。
比如，把植物放进这样的机器里面，一夜就可以长大，因为里面的时空已经过了好几天甚至更长时间。又或者，让绝症患者住在里面，延缓他们的衰老，等到外面的世界找到治疗的方法再从机器里出来接受治疗。新曲速引擎理论设计能实现超光速旅行
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