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曲速引擎能夠幫助人類實現星際旅行的夢想，但一直以來，這種推進裝置只停留在科幻作品。據信，美國宇航局正悄悄測試這種革命性的太空旅行方式，從地球前往月球只需要短短4個小時，甚至有可能進行超光速旅行。不過，絕大多數科學家認為超光速太空旅行不可能成為現實，至少短期內無法實現。
採用曲速引擎的星際飛船在很多科幻影片中，超光速飛船都是標配。只需按一下按鈕，踩一下踏板，這種飛船便會把我們送往宇宙中的另一個地點。不過，沒有人能夠解釋超光速推進系統的工作原理。最近幾年，一些科學家將目光投向所謂的「阿庫別瑞曲速引擎」，認為這種超光速引擎可能具有可行性。
2019年在印第安納波利斯舉行的2019年美國航空航天學會推進與能源論壇上，曲速引擎成為一個熱門討論話題。阿拉巴馬大學亨茨維爾分校推進研究中心的工程師約瑟夫·安格努表示曲速推進系統背後的理論相對比較簡單。曲速引擎的概念由墨西哥理論物理學家米給爾阿庫別瑞1994年提出。
美國科學家據說正在研製一款《星際迷航》型曲速引擎，用於未來的太空旅行。曲速引擎有望讓超光速星際旅行成為一種可能阿庫別瑞引擎會產生曲速泡，通過拉伸曲速泡內的時空結構實現超光速飛行。曲速泡能夠壓縮飛船前方的時空，同時讓後方的時空發生膨脹。準確地說，超越光速的並非飛船，而是飛船周圍的時空以超光速移動。
過去，科學界普遍認為阿庫別瑞引擎完全是理論上的或者說只是一種猜測。最近幾年，這一設想重新煥發生機。這主要歸功於美國宇航局鷹工廠實驗室的哈羅德·懷特。他是先進推進研究小組的負責人。在2011年舉行的百年星艦研討會上，懷特分享了有關阿庫別瑞引擎的最新計算結果。他表示阿庫別瑞的理論具有合理性，但需要一些嚴謹的測試和進一步發展。在此之後，他和同事便一直在鷹工廠實驗室開展相關研究。
超光速飛船藝術概念圖，採用阿庫別瑞曲速引擎求學期間，安格努的大部分精力都用在鑽研阿庫別瑞的理論和曲速力學。在導師詹森·卡希伯裡的指導下，安格努開始深入研究曲速引擎。卡希伯裡是機械與航空航天工程學副教授，同時還是阿拉巴馬大學亨茨維爾分校推進研究中心的研究員。
安格努指出曲速力學研究面臨的一個最大問題是，科學界至今沒有非常嚴肅對待這一設想。他說：「以我的經驗，只要一提到曲速引擎，通常都會遭到奚落，因為在很多人眼裡，它完全是理論上的，只存在於科幻作品中。最初，我將曲速引擎與超光速歸為一類，因為它們都違背了『光速是終極速度』的假設。直到深入鑽研這一理論，我才意識到它並不存在這個問題。」
雷射幹涉引力波天文臺（LIGO）曲速引擎研究仍處於「嬰兒時期」。但在最近，科學家取得了很多進展。2016年，雷射幹涉引力波天文臺（LIGO）發現了自然產生的引力波。這一發現不僅證實了愛因斯坦一個世紀前的預測，同時也證明自然界存在打造曲速引擎的基礎。安格努指出這可能是最重大的一項成果，但絕非唯一一項。
他說：過去5到10年，在預測曲速引擎的潛在影響和探尋這種引擎的可行性方面，科學家取得了很多引人注目的進展。這些進展鞏固了基本假設和概念，同時也讓在實驗室測試這一理論更具有可行性。
黑洞合併藝術概念圖。兩個黑洞合併會產生引力波安格努稱：在我看來，LIGO發現引力波是科學界的一次巨大飛躍。這一發現證明時空會在存在巨大引力場的情況下發生扭曲。引力波以一種可測方式在宇宙中傳播。在此之前，我們只能推測可能的情況，這要感謝愛因斯坦。現在，我們找到了確切答案。
安格努指出曲速推進系統依賴時空的膨脹和收縮。引力波的發現表明自然界存在這些效應。既然已經知道這些效應真實存在，下一個問題就是如何對其進行研究並在實驗室再現這些效應。毫無疑問，這種研究需要投入大量時間和資源，但同時也能取得巨大收益。
《星際迷航》中的曲速泡當然，曲速引擎研究面臨諸多挑戰，在實驗性研究具有可行性前還需獲得更多支持和取得大量進展，例如理論框架和技術方面的進展。安格努表示如果我們將曲速引擎研究視為容易解決的問題，而不是一個巨大挑戰，就一定能取得進展。
他說：如果想打造曲速引擎，就需要找到一種途徑，可以隨心所欲地膨脹和壓縮時空。此外，時空的膨脹和壓縮要控制在一個很小的範圍，例如環繞一個小型物體或者一艘飛船。我們知道極高能量密度的電磁場或者質量能夠導致時空扭曲。根據我們當前的分析，這需要耗費驚人的能量。
阿庫別瑞引擎產生的曲速場。場內的飛船利用負能量收縮前方的空間，同時讓後面的空間膨脹，以實現超光速安格努表示：科技界應盡最大可能，改善相關設備和流程，讓高能量密度更具有可行性。我認為一旦可以在實驗室複製這些效應，便可以極大地加深我們對引力工作機制的認知，為某些尚未被發現的理論或者漏洞打開一扇門。我個人認為能量是最大障礙。克服這個障礙涉及到很多技術方面的問題，例如需要打造更大的電磁場和靈敏度更高的設備。
打造曲速泡所需的正能量和負能量數量仍是阿庫別瑞曲速引擎夢的最大挑戰。科學家認為保持產生曲速泡所需負能量密度的唯一途徑就是藉助奇異物質。據科學家估計，所需的總能量與木星的質量相當。聽起來很驚人，但與早期估計相比仍是小巫見大巫。過去，科學家一度認為所需能量相當於整個宇宙的質量。
《星際迷航》中的「進取」號飛船，速度可超越光速然而，與木星質量相當的奇異物質總量仍讓人望而卻步。換句話說，科學家仍需取得重大進展，大幅減少所需能量，才能讓打造曲速泡更具有可行性。安格努表示當前唯一的可行道路就是進一步發展量子物理學、量子力學和超材料。在技術方面，我們還需要研製更先進的超導體、幹涉儀和磁發電機。當然，研製曲速引擎還面臨資金問題。對於任何前景不確定的設想，資金始終是一個巨大挑戰。
但安格努表示所有這些都不是無法戰勝的挑戰。鑑於當前取得的一系列進步，我們有理由對未來充滿希望。他說：這是一項值得我們探尋的理論。與過去相比，尋找該理論成立證據的難度要小得多。人類一直夢想著飛出太陽系，甚至飛出銀河系，曲速引擎能夠幫助人類實現這些巨大飛躍，因此我們有必要投入資源展開相關研究。
曲速飛船藝術概念圖與航空電子設備、核研究、太空探索、電動汽車和可重複使用的火箭助推器一樣，阿庫別瑞曲速引擎註定是一個偉大，但充滿挑戰的設想。如果說歷史能給我們帶來啟示的話，那這個啟示就是一旦穿過「不能返回臨界點」，一切便突然豁然開朗，所有的設想似乎都具有可能性。
隨著科學家發現越來越多的系外行星，一定有很多人夢想著探索太陽系附近的恆星系統，尋找具有潛在宜居性的「第二地球」。如果能夠研製出曲速引擎，便能讓這些夢想照進現實。
文：馬特·威廉斯｜譯：牛樹軍轉自：漫步宇宙/qqtaikong博科園｜科學、科技、科研、科普關注【博科園】看更多大美宇宙科學哦