《三體》裡的曲率飛船達到光速,是否違背相對論?

2020-12-05 星宇飄零

《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?有兩方面的原因,其中一個是它飛行時所產生的相對論效應。在小說中,程心和艾AA乘坐的曲率飛船在飛離太陽系飛往雲天明送給她的恆星時,由於時間的相對論效應,她們的時間相對於地球時間變得很慢,200多光年的星際航行只花了她們幾十天的時間(具體日期記不清了,還是幾十個小時?)。

曲率飛船會因時空彎曲產生相對論效應

這是因為《三體》裡的曲率飛船並沒有像《星際迷航》的曲速飛船那樣製造一個包裹飛船的正常時空的曲速泡,因此它在高速飛行時會產生明顯的相對論效應,導致時間變慢,而問題就在這裡了,時間並沒有停止!根據狹義相對論,光速下時間應該是停止的!時間沒有停止意味著它根本沒有達到光速,只是比較接近光速而已。

曲速飛船包裹在一個正常時空的曲速泡內

說它偽光速的第二個原因是高級文明的航跡。航跡是曲率驅動彎曲時空造成的,在書中描述,越高級的文明製造的飛船產生的航跡越「黑」,而航跡有多「黑」自然是航跡裡的時空曲率決定的,至於航跡裡的時空曲率有多大?反正沒黑洞大,因為進入航跡後還能出來,而如果航跡的時空曲率達到黑洞級別,進去後就出不來了。在書中描述,程心和關一帆乘坐的飛船返回藍星尋找雲天明時不小心撞進了高級文明曲率飛船的航跡裡,結果花了幾千萬年才從裡面出來,外面已經滄海桑田,雲天明和艾AA也已經深埋地底了。時間膨脹確實很嚴重,但沒有停止,他們最終也還是飛出來了,從航跡的描述上同樣可以確定,曲率飛船並沒有達到光速,只是非常接近,越高級的文明製造的曲率飛船越接近光速,僅此而已。

質疑

所以單單從速度上,曲率飛船並沒有違背相對論,但是並不表示沒有人質疑它,反正我就質疑過。我質疑的點是在按照書中描述的曲率驅動原理,是否能瞬間達到光速?是否會因加速產生超重力?印象中按照書中描述,曲率驅動的原理是燙平後方空間,讓後讓前面彎曲的空間拉著前進,這相當於自由落體,不產生超重力。然而單單燙平後方空間依靠前方那丁點彎曲是無法產生很大的重力加速度的,因此,要短時間加速到光速,其前方的空間曲率必須非常大,能產生很大的重力加速度,但是問題是在較小尺度內空間曲率過大會產生極大的潮汐力(即引力差)這樣飛船前後巨大的曲率差瞬間就能把飛船扯碎!用經典的語言來說就是飛船船頭會因極大的重力加速度往前做高速的自由落體,而船尾由於重力加速度接近為零而保持接近靜止狀態,那麼飛船瞬間就被扯成蘭州拉麵了……這情形跟在一個小型黑洞旁是差不多的。

相關焦點

  • 《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。我們不會再談論星際迷航的曲速飛船了,讓我們來看看曲率太空飛行器內部的《三體》,為什麼我說它是偽光速,有兩個原因,一個是飛行時產生的相對論效應,在小說中程欣和AA正從太陽系飛到雲天明在一個彎曲的宇宙飛船上傳送給她的恆星時間,由於時間的相對論效應,它們的時間比地球時慢,距離地球200光年遠的天體動力學只需要幾天的時間。
  • 光速是不可能達到的!為什麼《三體》裡的飛船達到光速沒人質疑?
    有靜止質量的物體無法達到光速,這大家都知道!那麼《三體》中是不是留下一個超級BUG了?但不知道各位有沒有仔細看,據我了解是《三體》中人類的飛船和三體人的飛船都沒有達到光速,只是非常接近光速而已,真正達到光速的飛船是創造出「死線」的超級文明飛船!
  • 「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,
  • 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。
  • 科幻與現實,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。
  • 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」!
  • 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。
  • 愛因斯坦說光速最快,若有人在光速飛船中跑步,他是否超越了光速
    筆者-小文光速是宇宙中的最快速度,為每秒30萬千米,而光速也是被認為是最為渴望達到的速度,因為一旦達到光速,人類不僅可以縮短飛行所用的時間,而且還有機會星際旅行。而根據愛因斯坦提出的相對論,一個物體一旦達到光速,它的時間就會變慢,就外界看來,這樣物體的時間就如同靜止了一般,這就意味著人類有可能實現穿越,回到過去或者未來。雖然,人類距離光速飛行還有很長遠的一段路要走,但科學家發現,除了光速本身以外,還有一種名為時空曲率引擎的物質將在未來取代光速。
  • 曲率飛行可以實現嗎?
    曲率引擎是不違背科學原理的,在理論上是完全有可能實現的,採用曲率引擎驅動的飛行器,其速度可以接近光速,利用曲率引擎飛行器,可以大幅度縮短飛行時間。在《星際迷航》和《三體》中都出現了曲率引擎,不過兩者是有區別的,在《星際迷航》中,曲率引擎通過壓縮前方的空間,擴大後方的空間,這樣一來,飛船就可以在彎曲的時空中超光速飛行,但是這種引擎在局部空間並沒有穿越光速,而是處於靜止狀態,所以也不會有相對論效應。
  • 《三體》納米網武器,曲率飛船,二向箔降維攻擊,未來能實現嗎?
    劉慈欣在《三體》中描繪了一些充滿科幻色彩的情節,這些既有趣又令人匪夷所思的「技術」在我們今天看來,是否具有科學依據呢?【納米網武器】人類聯軍為了奪取「審判日」號上的三體信息,提出了使用納米網切割「審判日」輪船及船上的敵人,同時不傷及「三體信息」的「古箏計劃」。
  • 曲率引擎可以超越光速嗎?
    而1994墨西哥物理學家明戈·阿爾庫貝利年首次提出曲率引擎的概念;後來連在小說《三體》、電影《星際迷航》都有進行描述。曲率引擎就是通過產生極為強大能量的裝置,改變飛船後面的空間拉平(曲率變小,時空膨脹),使得飛船前方的空間彎曲更厲害(曲率更大,時空縮小)。通過將將空間拉伸(這與蟲洞摺疊空間正相反),使飛船前方的空間收縮而後方的空間拉伸,空間便產生了褶皺,類似於水面上的波浪,飛船乘著這波浪前進,速度甚至可以超過光速。
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    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。
  • 如何才能製造一臺《三體》中的曲率引擎?
    在劉慈欣的科幻巨作《三體:死神永生》中,雲天明用童話像人類傳遞信息,試圖拯救人類文明,其中有一種叫做曲率驅動的技術,能使飛船超光速飛行。如何才能實現曲率驅動,製造一臺曲率驅動飛船?愛因斯坦的廣義相對論和質能方程,由阿庫別瑞在1994年提出的一種設想:時空是一個平面且會因為外力產生彎曲或拉伸;天體存在於這個平面之上,天體的產生的引力波會使時空彎曲,那麼是否能人為製造一個「曲速泡」,「曲速泡」為一段平坦的時空,而其前方的空間收縮,後方的空間拉伸,推著「曲速泡」向其對齊的方向前進,而飛船靜止在「曲速泡」中一併前行(類似衝浪)。
  • 曲率引擎技術來實現十倍光速飛行
    這個時候就要藉助廣義相對論了,在廣義相對論中,依然認為平直空間的物體移動的最高速度是光速,但是,空間的膨脹速度並不受光速的限制。一個簡單的例子,假設一條路上規定了最高的行駛速度是光速,但是,換一個思維,既然道路的速度有上限,是否可以移動道路,使得道路移動的速度超過道路的最高行駛速度,這樣的話,既沒有違反道路的最高行駛速度,又超過了道路的最高行駛速度。
  • 曲率驅動真的可以達到光速嗎?現在能否做到曲率驅動?
    上圖是這是牛頓第二定律的極限,也是火箭的極限,當然我們現在遠未達到極限,但可以想像在不遠的未來有進步的天花板擋著我們,那是一件多悲哀的事情?因為即使達到光速,人類依然無法在有生之年跨越10萬光年半徑的銀河系!那麼有什麼手段可以越過這個光速屏障嗎?
  • 三體人利用曲率驅動實現光速航行,結果被滅了
    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。利用時空特性進行光速乃至超光速飛行,絕非嶄新的概念。
  • 宇宙最快星系,遠離速度達2.3倍光速,為什麼它沒有違背相對論?
    這讓不少的朋友難以理解:為什麼這個星系遠離我們的速度能夠達2.3倍光速,難道這不違背相對論嗎?可事實上,它並不違背相對論,這是為什麼?要弄明白這個問題的答案,首先我們要對相對論有一個大體的了解。很多人只知道相對論限制了物體的速度只能達到光速,可是卻不明白這個限制它是有前提條件的。
  • 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。
  • 三體中的曲率驅動是個啥?這可能是人類「越獄」的唯一希望
    我們的飛船太慢了,太陽系就像座監獄,剝奪了人類探索宇宙的自由!我們都知道,根據相對論,速度越快,質量越大。根據牛頓第二運動定律,物體的加速度等於受到的力除以質量,如果當速度增加,為保證物體持續加速,所施加的力就必須也增大,至此,問題來了,如果物體的速度要達到光速,那麼質量就會是無限大,需要的力也必須無限大,但是我們永遠也無法找到無限大的力,所以物體的速度永遠不可能達到光速。
  • 三體中的曲率驅動是個啥?這可能是人類「越獄」的唯一希望
    我們的飛船太慢了,太陽系就像座監獄,剝奪了人類探索宇宙的自由!我們都知道,根據相對論,速度越快,質量越大。根據牛頓第二運動定律,物體的加速度等於受到的力除以質量,如果當速度增加,為保證物體持續加速,所施加的力就必須也增大,至此,問題來了,如果物體的速度要達到光速,那麼質量就會是無限大,需要的力也必須無限大,但是我們永遠也無法找到無限大的力,所以物體的速度永遠不可能達到光速。