在爱因斯坦的狭义相对论中,任何物体的运动速度都无法超越真空中的光速,
按照质能公式Ek=Δmc^2,如果物体的速度不断增加,在距离光速点越近,速度增加越慢,直到不再增加,增加的能量也全部转化成了质量。而光速也成为了物体运动的速度的上限。
似乎宇宙已经被封印在光速的速度下,人类也无法逾越,然而,造物主在关上一扇门的同时的也打开一扇窗,天文学家哈勃(就是哈勃望远镜的那个哈勃)通过观察宇宙的膨胀,推断在134亿光年之后,宇宙的膨胀速度就超过了光速,难道这和狭义相对论矛盾了吗?
当然没有
在狭义相对论中,物体运动的最高速度是光速有一个前提,那就是这个空间是平直的,但是,当空间变得不再平直,空间可以变形,可以在能量的作用下收缩、膨胀、弯曲的时候,会发生什么?
这个时候就要借助广义相对论了,在广义相对论中,依然认为平直空间的物体移动的最高速度是光速,但是,空间的膨胀速度并不受光速的限制。一个简单的例子,假设一条路上规定了最高的行驶速度是光速,但是,换一个思维,既然道路的速度有上限,是否可以移动道路,使得道路移动的速度超过道路的最高行驶速度,这样的话,既没有违反道路的最高行驶速度,又超过了道路的最高行驶速度。
这种超光速的理论被墨西哥理论物理学家阿库别瑞首次提出,通过空间的变形来推动超光速飞船前进,首先,让飞船被一个空间包裹,这个包裹的空间被称作曲率泡,通过曲率引擎技术让飞船前方的空间收缩、后方的空间膨胀,从而推动飞船前进,由于空间的膨胀速度没有限制,那么,飞船就实现了超光速,理论最高速度可达十倍光速。
使用曲率引擎技术实现超光速的飞行,飞船被曲率泡包裹,在曲率泡的这个空间内,飞船的速度为0,那么这就没有破坏广义相对论,可以避免光速飞行造成的时间不对等(钟慢尺缩现象),举个例子,如果乘坐普通的光速飞船前进前往一万光年的地方,由于飞船的速度为光速,飞船上人的时间就会静止,当到达一万光年的时候,飞船上的人感觉就是一瞬间,而地球上则已经过了一万年。而在曲率引擎飞船上,不会有这样的现象。
悉尼大学的几位教授对曲率引擎的理论进行了模拟,它们发现,曲率引擎存在一定的风险。
当飞船在曲率泡中飞行时,曲率泡中的负能量粒子会在曲率泡前方堆积,有些负能量粒子进入曲率泡,路程越长,堆积越多,这些负能量粒子蕴含的能量是巨大的,当飞船到达目的地开始减速的时候,大量的负能量粒子开始释放,巨大的能量足以摧毁一颗巨大的星球,这个时候会产生一个神奇的现象,千辛万苦、长途跋涉前往一个星球,到了才发现已经在路上被摧毁了,这个时候只能是一脸懵逼,得不偿失了。
除了理论上的缺陷,制造和运行曲率引擎也存在巨大的问题。首先是制造曲率引擎的材料,当空间被扭曲的时候,飞船所处的空间附近会产生强大的引力场,这种引力场中的引力甚至达到了黑洞边缘的引力,而黑洞边缘的引力甚至可以将原子撕碎,飞船采用什么材料才能消除这种引力的影响?
实现空间弯曲所需要的能量是巨大的,这个能量级别也是目前人类无法达到的。按照理论物理学家阿库别瑞的曲率引擎模型来计算,要实现超光速的飞行,至少需要木星质量的能量,这种能量级别,可能人类所有使用过的能量总和都差很多。当然,改进模型和改进飞船的结构都可以节省能量,但对能量的需求依旧是非常大的, 对于曲率引擎的能量问题,可控核聚变和使用负能量都是可以考虑的动力源泉。
对于曲率引擎,理论上是经得起现有科学体系的检验。在数学上是可以实现的,在物理学上,不仅没有违反相对论,而且还是基于相对论建立的一种时空观,对于当前的量子力学也是符合的,当然,量子力学的发展还处在初期,相对论和量子力学还没有统一起来,是否有对理论的违背还说不清,当量子力学研究清楚,再回过头来看待曲率引擎技术,肯定会有更多的思路。
一个超前的理论往往很容易受到时代的局限性。在目前已知的科学框架上吻合的,在具体实现上,就面临很大的困难,在动力上,是选择核聚变还是负能量,而这些技术,人类还达不到大规模的应用,对于曲率引擎,只能寄希望于未来了。