提到星際旅行,大家都會想到美國的著名科幻電影《星際迷航》,電影中,有很多當時預言的先進的東西,最後都在現實中成為可能,比如:船長使用的可攜式電腦,就變成了今天幾乎人手一個的Ipad。當然,這些發展迅速的科技主要是在通信和顯示技術方面。然而,電影中提到的「時空傳送器」和「星際旅行」卻仍未實現,因此,人們感覺現實與電影中的那個科幻世界還是差距太遙遠。
隨著人類社會的發展以及人類對太空深入探索的需求,越來越多的科學家們開始論證 「時空傳送器」和「星際旅行」的可能性,並針對實現以上兩個高科技技術,提出了不少的理論依據和產出了很多的研究成果。
我們知道,在星際迷航中「時空傳送器」是一個可以移動人和物體的裝置,當啟動這臺機器時,機器中的人會瞬間消失,並在遙遠時空中另一臺傳送器中出現。藉助於時空傳送器,人類可以不顧遙不可及的空間距離,在宇宙各處來去自如。
「時空傳送器」的工作原理是先複製一個人的信息後銷毀人體,同時在宇宙的另一處提取信息後重塑人體。然而,如此操作,在現實中會死人的。
正常情況下,一個人身體內大約有10的25次方個原子,要複製並且傳輸這些原子的信息,需要的信息量是無法想像的。科學家根據人體的結構做過計算,要傳輸一個人的細胞,大約需要100億比特的信息量,而要傳輸一整個大活人,最少需要的數據量有10的42次方比特,在現有的帶寬下,星際迷航中兩三秒內搞定的傳輸,實際上要耗去10的15次方年,也就是需要1000萬億年,顯然 「時空傳送器」是靠不住的。
既然「時空傳送器」不可行,那麼「超光速旅行」又如何呢?
我們知道,愛因斯坦曾經在廣義相對論中表明,任何物體的速度都無法超越光速。現實中無論是最先進的火箭或人造飛船,都無法實現超光速航行。
那麼,這是否意味著我們就無法實現超光速旅行了呢?答案是否定的。我們接著往下看。
既然我們無法提高飛船自身的飛行速度,那是否能通過改變飛船的飛行環境,從而來提高飛行速度呢?對此,墨西哥理論物理學家米格爾阿庫別瑞找到了一種方法,可以在不違反相對論的情況下實現超光速。
阿庫別瑞提出的超光速航行原理是這樣的,首先,星際飛船需要一種曲速引擎來帶動,這種引擎以波動的方式延展空間,導致星際飛船前方的空間收縮,而後方的空間擴張,前後所連成的軸向即為飛船想要航行的方向,如此一來,星際飛船仿佛是在一段平坦正常的空間內乘著波動前進,飛船所在的這一空間稱為曲速泡。既然船在曲速泡內,並沒有真正的移動,而是由曲速泡帶著船走,那麼,廣義相對論中對物體速度不可超過光速的限制就派不上用場了。
目前,阿庫別瑞的曲速引擎仍然停留在理論階段,但是NASA的科學家哈羅德懷特已經迫不及待的開始試探這種理論的可行性了。他在詹森航天中心建立了一套名為懷特朱迪曲速幹涉儀的實驗裝置,試圖使用一束雷射來觸發空間扭曲,從而能觀察到光子周圍的空間發生扭曲,最終使其在不改變速度的情況下運行更遠的距離。
雖然雷射產生的空間扭曲是非常少的,仍無法和真正意義上的曲速引擎相比,但是懷特仍對自己實驗邁出了令人興奮的第1步感到無比的驕傲和自豪。
目前,我們雖然還沒有實現「星際旅行」核心技術的突破,但科學家們仍在為此不斷探索研究中,相信隨著人類科技水平的發展,在不久的將來,人類能夠實現技術突破,造出可行的曲速引擎,從而實現在宇宙中來去自如,實現星際旅行的夢想。
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