03.05 “光速”冷知识,超越光速航行,三体里的曲率驱动离你多远?

发现冷知识,解冻冷芝士,增涨你姿势,

我是狐狸弟弟。

距离我们最近的恒星,

是4.22光年外的半人马座α星,

如果我们以现有的最快功率的飞船飞过去,

需要75000年,

除非你是水熊虫,

否则你无法承受这样的空间跨度旅行。

如果你想摆脱太阳系的束缚,

只有光速,或者超越光速。

冷知识一,超越光速,

爱因斯坦说过,

任何物体,不管它的粒子多么微小,

也不可能超越光速。

比如说,我们研发出了最快的光速的飞船,

它的速度最高可以达到光速的99.999999……%

简单的说,你的飞船只能无限接近光速,

它和光速比,要慢那么一点点点点……

物理学家,是不可能被判物理的,

我们现有的物理,如果不能改变光速,

那么,我们只有改变飞船所在的空间,

给空间以最大可能的规模使其膨胀,

从而带动飞船前进,

这就是三体里的曲率驱动,

但不一样的是,三体的曲率驱动是基本等于光速的,

现实的曲率理论,是大于光速的。


冷知识二,空间超越光速,

在哈勃观测距离之外,

宇宙膨胀的速度,是超越光速的。

在宇宙大爆炸最初的时候,

膨胀速度是相当惊人的,

在最初的空间,距离1cm之间的两个点,

在经过10的32次方之1秒后,

就会远离1万亿亿km之遥,

这种速度是对空间的变化,

是远远大于光速的。

那我们该怎么超越光速,让宇宙空间膨胀,总不能捏个宇宙,再让它炸一次?

冷知识三,空间的扭曲

广义相对论告诉我们

在行星或者恒星经过的空间中,

空间受到引力的影响,是被扭曲的,

空间不是平的,我们看不见,但是摸得着。

通过空间膨胀,推动飞船的过程中,

如果我们使用飞船后方的空间膨胀,

那么飞船前方的空间必须要实现相应规模的压缩,

这样同等规模的膨胀和压缩就会相互抵消,

空间,才会恢复原状。如若不然,

飞船的后方会形成无法抹平的航迹,

也就是黑域,

后来呀,因为黑域的存在,程欣和关一凡就这么被困住了,到后面也没能跟云天明在一起……额……不是,对不起……我又聊串了。

冷知识四,物质的排斥与吸引

压缩空间是抵达目的的关键,

但是空间压缩或者膨胀,

我们都需要一种特定的物质,

这种物质是只存在物理“假想”中,

是至今为止,我们从未没发现过的,

它的名字叫做“异物质”

它不属于已知任何物质的种类,

甚至压根我们无法证明它是否存在。

其原理是,两个异物质会表现为相互排斥,

异物质可以产生某种形式的反重力,

它会携带一种负能量,

而不像传统已知物质相互吸引。

换句话理解,你喜欢某某某,某某某也喜欢你,你们之间用科学解释,就是常见物质的相互吸引。

冷知识五,曲率航行

如果你建造一个曲率驱动飞船,

从你们家出发,飞到比邻星,

需要携带异物质约:

1.9乘以10的27次方kg,这相当于整个木星的质量。

即便你有异物质,也意味着,

你在星际穿越的过程中,还要带着木星那么大一坨……

这显然是不可能的。

宇宙学家,哈罗德·怀特认为,

根本用不了那么多,我们有500kg足以,

我们可以在飞船的一前一后各做一个圈,

让异物质在飞船的两个圈中,实现循环。

让人沮丧的是,异物质,哪怕一点点,我们都不曾拥有。

冷知识六,曲率飞船工程

在哈罗德·怀特的带领下,曲率飞船已经开工了,

刚才不是说,不是没有异物质吗?是的。

怀特,根据“卡西米尔效应”

在两片金属箔之间,模拟出异粒子之间的负能量,

再通俗的说,就是“人造异物质”,

他利用这一设想,扭曲时空,

然鹅,现实世界中,并没有三体那样的顺利,

就连一根羽毛,

也未曾因为曲率的扭曲而移动,哪怕一点点…

通过实验产生的“时空扭曲”是极其微弱的。

但是,曲率飞船工程并不是悲观的,

因为,几十年前,绝大部分人都会认为,

超越音速也是不可能的,

现在这几年足以证明,

别说飞机,就连高铁都恨不得要能超音速了。

还有,1942年,

人们在芝加哥研制成功了第一个核反应堆,

当时他的电能,不足以电亮一个灯泡,

当第二个反应堆问世,却可以点亮整座城市。

也许,后来的事情,

只有后来的我们才会知道。

有的时候,你的举手之劳,

可以温暖一个作者的心,

这里是每天讲科学的狐狸弟弟,

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