科幻與現實,曲率驅動下的光速飛船!

2021-02-15 三體迷

在「三體」第三部《死神永生》中，雲天明通過三個童話向人類傳遞了大量信息，其中包括了「用曲率驅動實現光速飛船」這一重大線索。正是基於此，人類研發出了第一艘也是最後一艘光速飛船「星環號」。但最終還是然並卵，因為大劉說了「死神永生」！


對於曲率驅動下的光速飛船甚至是超光速飛船，我們絕對不陌生。除了三體中的「星環號」，想必科幻電影《星際迷航》中的「企業號」更加為人所知。在《星際迷航》中，「企業號」通過「曲率引擎」實現了超光速旅行，得以在宇宙中盡情馳騁。


在現實中，1994年墨西哥理論物理學家米給爾·阿庫別瑞在他的一篇論文中提出了「波動方式延展空間」。飛船處於一個被稱為「曲速泡」的平直時空中，通過改變時空曲率使「曲速泡」前方的空間收縮，後方的空間擴張，形象的說就是讓時空產生波動，而「曲速泡」乘著時空波移動。這個理論的獨到之處在於飛船在前進過程中並沒有在「曲速泡」這個平直時空內移動，因此巧妙地規避了相對論中光速的限制，得以實現光速甚至超光速飛行。ps：三體中的曲率飛船「星環號」並沒達到或超越光速，只是無限接近光速，並且飛行過程中會發生時間膨脹效應。

「...程心現在唯一的希望就是見到雲天明，向他傾訴這一切。在她的印象中，二百八十七光年是一段極其漫長的航程，但飛船A.I.告她，在飛船的參照系內，航行時間只有五十二個小時。程心有一種極其不真實的感覺，有時她覺得自己已經死了，正身處另一個世界...」


然而，「阿庫別瑞引擎」在數學上行得通，但是在物理意義上卻面臨著重大的挑戰。計算結果中出現了負的能量密度，科學家們認為這需要用到詭異的「奇異物質」。雖然理論上並沒有排除「奇異物質」的存在，但人類對此幾乎一無所知，因此「阿庫別瑞引擎」顯得虛無縹緲。


儘管如此，世界上總是不缺乏迎難而上的人，2012年物理學家哈羅德·懷特透露，他的團隊正在為NASA研發超光速的曲率引擎，並在2014年時公布了一組超炫酷的設計概念圖。為了向《星際迷航》中的「企業號」致敬，這艘飛船被命名為「IXS Enterprise」。以下是這組概念圖，圖片來源Flickr：


人啊，夢想還是要有的！

小三

2016.4.12

在後臺回複數字42，獲取「IXS Enterprise」概念圖高清原圖下載連結。

三體迷系頭條號籤約作者


相關焦點

  • 科幻與現實之間,曲率驅動下的光速飛船
    在「三體」第三部《死神永生》中，雲天明通過三個童話向人類傳遞了大量信息，其中包括了「用曲率驅動實現光速飛船」這一重大線索。正是基於此，人類研發出了第一艘也是最後一艘光速飛船「星環號」。但最終還是然並卵，因為大劉說了「死神永生」！
  • 三體人利用曲率驅動實現光速航行,結果被滅了
    現在，把貓替換成飛船，把地毯替換成宇宙空間，把拽地毯的動作替換成曲率驅動，把c設為光速，你就得到了曲率驅動的基本圖景。曲速引擎的原理是將空間拉伸，這與蟲洞摺疊空間正相反。有趣的是，近年來科學家發現，科幻片中的曲速引擎竟然並不違反物理法則。
  • 物理學家稱曲率驅動或可實現10倍光速飛行—新聞—科學網
    一個環狀結構可以驅動一個足球形狀的飛船，使其達到大大超越光速的速度值。這一概念最初是由墨西哥物理學家明戈·阿爾庫貝利在1994年提出來的 北京時間9月19日消息，據國外媒體報導，藉助曲率驅動實現超光速的飛行，這是一種由於科幻電影《星際迷航》而變得流行一時的概念。現在，科學家們認為這一技術可能並非如原先想像的那麼難以實現。
  • 空間曲率驅動:用這種方法使宇宙飛船達到光速!橫行宇宙!
    在劉慈欣的著作《三體》中卻提到了這麼一個讓宇宙飛船的運動速度達到光速的方法——曲率驅動。 作品中的背景是：人類面對強大的除三體文明的第三個文明的威脅，為了逃出地球，需要建造如三體文明那樣的光速飛船。
  • 三體:地球文明最後的技術大爆炸,曲率驅動光速飛船——星環號
    導語科幻小說家劉慈欣在《三體》中並不悲天憫人，用太陽系被二維化，所有生物和歷史文化壓縮成畫的結局來闡述了地球人類的最終命運。這樣的結局並非是人類的智慧結晶，而是傲慢人性的後果。有依可證，確實有一艘光速飛船逃離了二維化的吞噬。
  • 「光速」冷知識,超越光速航行,三體裡的曲率驅動離你多遠?
    比如說，我們研發出了最快的光速的飛船，它的速度最高可以達到光速的99.999999……%簡單的說，你的飛船只能無限接近光速，它和光速比，要慢那麼一點點點點……物理學家，是不可能被判物理的，我們現有的物理，如果不能改變光速，那麼，我們只有改變飛船所在的空間，給空間以最大可能的規模使其膨脹，
  • 光速被拋棄,掌握曲率引擎後,人類可在宇宙邊緣自由穿梭
    審核：小文劉慈欣的科幻小說《三體》相信很多朋友都看過，在第三部《死神永生》中，劉慈欣提到了一個叫做「曲率驅動」的概念，根據小說裡的描寫，當時主人公程心疊了一個小紙船，AA看到後，刮下了一小塊肥皂，插在了小紙船的尾部，
  • 《三體》裡的曲率飛船達到光速,是否違背相對論?
    《三體》裡的曲率飛船其實並沒有達到光速，但它聲稱光速飛船，所以是偽光速。曲率驅動這個名字總讓人第一時間想到《星際迷航》裡的曲速飛船，它們雖然在原理的描述上很像，但兩者其實不是一個東西，《三體》裡的曲率飛船並沒有超光速，而《星際迷航》裡的曲速飛船是可以超光速的。《星際迷航》的曲速飛船我們就不多做討論了，我們還是來看看《三體》裡的曲率飛船吧。為什麼我說它是偽光速呢？
  • 曲率驅動可以「超光速」前進,網友:後果可怕
    超前的曲率驅動如果把宇宙的整體想像成一張薄膜，雖然膜的局部看似平整，但空間曲率還是無處不在。關於宇宙航行的設想，其中之一是空間摺疊：把大範圍空間的曲率無限增大，像一張紙一樣對摺，把「紙面」上相距千萬年的遙遠的兩點貼在一起。
  • 在小說中,人類為了達到光速,發明了曲率飛船,有可能出現嗎?
    曲率飛行就是採用曲速引擎為動力的飛行，嚴格意義上來說這種移動不能叫做飛行，而是時空跳躍。廣義相對論認為，空間是一個可變形的結構，可以在某種能量的作用下膨脹，彎曲以及壓縮；這給我們保留了無限的希望，而曲率飛行正是利用了彎曲空間的彈性推動飛船高速前行。
  • 曲率驅動引擎——人類突破光速的新方案?
    1994年，墨西哥物理學家明戈·阿爾庫貝利提出了一種方案，或將解決光速限制的問題，那就是曲率驅動引擎，又叫曲率引擎。所謂的空間，是三維立體的，有長、寬、高三個維度，看起來是均勻分布的——這個看起來是沒錯的，如果空間不均勻，豈不是我們走到某個地方，就會被拉長或者壓扁？
  • 曲率引擎超光速飛船IXS進取號公布高清概念圖
    圖片來源：馬克·雷德馬克2012年，物理學家哈羅德·懷特（Harold White）透露了一個堪稱驚天動地的消息：他和他的團隊正在為美國航空航天局（NASA）研製超光速引擎。駕駛裝備著這種引擎的飛船，從地球飛到電影《阿凡達》（Avatar）中的潘多拉星球，僅需要幾個星期而已。近日他和藝術家馬克·雷德馬克（Mark Rademaker）一起公布了該項目的最新設計。
  • 《三體》中的曲率飛船有可能實現嗎?速度達到光速?大劉真是厲害
    曲率驅動一直是第一個讓人們想起星際迷航內部的扭曲宇宙飛船的名字，雖然它們在原理上描述相似，但它們並不相同。《三體》內部的曲率太空飛行器不會超過光速，而《星際迷航》內部的曲速太空飛行器會超過光速。由於彎曲時空的存在曲率太空飛行器將產生相對論效應，這是因為彎曲宇宙飛船內部的《三體》並沒有形成類似《星際迷航》的彎曲宇宙飛船那樣的扭曲氣泡，而這種扭曲宇宙飛船包圍了宇宙飛船的正常時間和空間。因此高速飛行時會產生明顯的相對論效應，使飛行時間變慢，問題就在這裡，時間沒有停止！根據狹義相對論，時間應該以光速停止！
  • 曲率驅動真的可以達到光速嗎?現在能否做到曲率驅動?
    但不知道各位有沒有發現，我們無論如何努力，總會有一個天花板擋住我們的腳步，這就是光速！因為在速度接近光速的條件下其質增效應會讓無論再加大推力都無法讓飛行器再快那怕是1M/S，因為質量增加效應已經抵消了火箭的反推所提供的動力！越接近光速，物體的動質量越大！
  • 曲率引擎可以超越光速嗎？
    科幻小說我們經常能聽到曲率引擎這個名詞，曲率引擎是什麼，能說清楚的沒有幾個人。今天我們來探索一下曲率引擎的來龍去脈！基於相對論下時空不是平直的產物（我們知道巨大質量的天體會引起時空的扭曲），宇宙是一個彎曲存在曲率的時空。
  • NASA試圖驗證超光速曲率引擎-NASA,超光速,曲率,引擎,科幻 ——快...
    據英國《每日郵報》報導，美國航空航天局詹森航天中心的科研人員們確信，他們可以將科幻世界中的技術變成現實，並證明曲率飛行是真正可能的。為了達到這一目標，他們將必須要打破，或者至少要扭曲愛因斯坦理論中的時空。哈羅德·懷特(Harold G. White)博士和他的研究組已經開始利用極小的光子開展實驗，從而為未來的太空旅行奠定基礎。
  • 三體中的曲率驅動是個啥？這可能是人類「越獄」的唯一希望
    曲率驅動與此相似。像水面一樣，時空也是凹凸不平的，一艘處於太空中的飛船，如果能夠用某種方式把它後面的一部分空間燙平，減小其曲率，那麼飛船就會被前方曲率更大的空間拉過去。曲率驅動不可能像空間摺疊那樣瞬間到達目的地，但卻有可能使飛船以無限接近光速的速度航行。
  • 三體中的曲率驅動是個啥?這可能是人類「越獄」的唯一希望
    為了能繞過牛頓第二定律與廣義相對論，曲率驅動幾乎成了我們唯一的救命稻草。三體中的曲率引擎三體給了一個物理原理類似的實驗可以讓曲率驅動變得通俗易懂。首先，折一隻紙船，並在船尾穿一個孔，塞入一小塊肥皂，再將船放到水中。因為肥皂溶解於水，降低了船尾的水面張力，小船則被前方較大的張力拉過去，小船會自動向前航行。曲率驅動與此相似。
  • 曲率引擎科學嘛?為什麼在科幻作品中經常出現?
    非常有意思，曲率引擎，曲率航行之類的概念，其實就是為了避開現有的物理定律。科幻作品中引用這樣一個概念，來實現讓物體從一個地方，短時間內到達幾光年以外遙遠的地方。如果科幻作品中直接描述飛船是不斷加速，然後超越光速，以光速幾倍幾倍的速度行駛，那麼這部科幻作品肯定會被噴的體無完膚。為什麼被噴呢？科學就這麼沒有包容性嗎？質疑都不可以嗎？可以質疑，目前看來只有類似粒子加速器之類的高能實驗室裡的物理科學家才能有資格質疑，假如他們發現比光更快的粒子的話。
  • 《三體》航天考(三):終極曲率驅動!
    曲率驅動就是這樣一種突變。來勢洶洶的三體第二艦隊之所以能夠後發先至，就是因為三體文明出現了技術突變，將曲率驅動技術實用化：地球人「對三體第二艦隊的觀測表明，曲率驅動的宇宙飛行器加速到光速幾乎不需要時間，光速飛船有可能在幾十分鐘的時間裡從地球航行到木星。」(《三體3》p330)利用時空特性進行光速乃至超光速飛行，絕非嶄新的概念。