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曲速飞行的原理是什么?人类要多久之后才能实现?

时间:2020-01-30 09:22:20 作者:迷迷 来源:59区未解之谜网

《星际迷航》相信是很多宇宙迷、航天迷最喜欢的一部科幻电影,在电影中有一种叫做曲速飞行的技术令很多人看完之后大为震惊,其实曲速飞行早在上个世纪50年代就被一位德国的物理学家提出过,只不过那时候对于人类来说太难以接受了,直到2005年又再次被人提起引起轰动,在科技发达的今天曲速飞行多久后能实现呢?

曲速飞行是什么?

曲速飞行的原理是什么?人类要多久之后才能实现?

曲速与曲速引擎有二重涵义,皆关于超光速航行。原先出现在科幻领域中的星际迷航之中,后来也涉及到理论物理的一种时空模型。曲速引擎就是说一个物体前的空间迅速弯曲缩小,物体后的空间迅速弯曲扩大。就像在后面吹气球将物体挤向前,物体其实不动的。不过要使空间弯曲则需要太阳的10亿倍能量。

曲速飞行的原理:

曲速飞行的原理是什么?人类要多久之后才能实现?

曲速飞行是一种通过在压缩时空中航行的技术,其原理就是在运动物体周围利用反物质驱动的曲速引擎制造一个人工的曲力场,从而使物体能在这个扭曲的时空泡中以接近光速的速度移动,曲速就是衡量在这个时空泡里运动的物体的速度。

曲速飞行的由来:

曲速飞行的原理是什么?人类要多久之后才能实现?

德国一位不怎么知名的物理学家海姆早在20世纪50年代就开始探索“超时空动力”的概念,他提出:“曲速航行”就是利用时空扭曲和时空跳跃实现超光速飞行。他认为强力磁场就可以制造引力场,以高速推动宇宙飞船。如果磁场足够强大,宇宙飞船就可以进入一个比我们所在的时空更高的二度次空间,以超光速航行。当磁场一消失,宇宙飞船就会重返现在的时空。

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海姆用“二度次空间”学说补充爱因斯坦四维时空说,因此,宇宙就变成了六维时空。在海姆看来,万有引力和电磁力可以互相转化,因此旋转磁场将削弱地球引力,从而使得飞船能够离开地面。1957年当海姆公开发表自己的理论时,也曾轰动一时。但当时很多物理学家都表示难以接受,因为他们认为在当时的物质技术条件下,很难制造出那么巨大的磁场。直到2001年海姆辞世,他的理论也随之消声灭迹。

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奇怪的是半个多世纪过去了,到2005年德国萨尔茨吉特应用科学大学的物理学家豪泽与同事德勒舍尔共同撰写了一篇,以海姆理论为基础的实验论文,探究“超时空发动机”制作的可行性。意想不到的是:突然被美国航空航天学会授予2005年度“核能和未来航空”项目大奖。与此同时美国空军对能够超越光速的“超时空发动机”表现出了极大兴趣,并派代表与豪泽见了面。见面时豪泽强调计划还处于相当初步阶段,若证明理论可行,5年后便可建造测试模型飞船。因此,美国航空航天学会颁发的这个论文大奖在全球物理学界引起了不小的震动,这一举动等于认可了海姆理论的部分学说。

曲速飞行多久后能实现?

曲速飞行的原理是什么?人类要多久之后才能实现?

与传统太空旅行不同,研究者之一的哥罗德教授称,他们以1994年Miguel Alcubierre教授提出的一种能实现曲相推进的时空几何结构为理论基础,采用时空扭曲和曲速推进的方式,将飞行器前方和后方的飞行空间进行缩小和放大,人为的扭曲空间;同时对飞行器施加强大的推进力,就可以使飞行器在超光速的情况下,自由的穿梭被扭曲的空间。

曲速飞行的原理是什么?人类要多久之后才能实现?

但还是存在几个问题,首先是能量问题,要想用这种方式推动飞船,需要的是恒星级的能量,据NASA估算,推动一个1000KG重的飞船达到超光速,估计耗能会达到一个木星;其次是材料问题,扭曲时空产生的巨大力量可能使飞船被撕碎,因此这还需要一种可以把船身保护起来的力场,否则曲速引擎启动的时候就是飞船解体之刻;最后是导航问题,宇宙空间中存在的各种碎片可能会使飞船运行路线受到极大的影响,所以一个高速探测器也是必不可少的。

曲速飞行的原理是什么?人类要多久之后才能实现?

曲速飞行要想要真正的实现还是有很多的困难之处,美国宇航局曾经还专门拨款研究过这个项目,但是在2002年就停止了研究,还在其官网上对于曲速飞行做出了这样的评价:在不久的将来,曲速飞行仍然是一个梦想。不难看出,曲速飞行的难度有多大了,估计还需要花费很长的一段时间才能真正实现。

标签:曲速飞行   曲速飞行的原理   曲速飞行多久后能实现  

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