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曲率法国电影

发布时间:2022-12-26 12:14:17

Ⅰ 结合整段文字,以“曲率驱动”为开头,给“曲率驱动”下个定义,须包含概念产生和“曲率驱动”的原理、优

(曲率驱动是)由墨西哥物理学家明戈·阿尔库贝利1994年提出的,通过改变飞船前后空间的曲率,从而使飞船获得强大动力,以实现10倍光速飞行的一种太空飞船的驱动方式。

Ⅱ 谁知道《星际迷航》中的曲率飞行是怎么回事

在动力学中,一般的,一个物体相对于另一个物体做变速运动时便会产生曲率。这是由于时空扭曲造成的。结合广义相对论的等效原理,变速运动的物体可以看成处于引力场当中,因而产生曲率。
自己理解一下,应该就是这样吧

Ⅲ 请问科幻电影里有哪些高级的名词概念

对于科幻小说来说,有哪些经常用的名词和概念这类东西? 通用:曲率航行,激光,离子炮,能量炮弹,光速,空间(空间折叠,空间穿梭等)超光速,虫洞,星门,超距通讯,各种文明星体之类的:小行星,矮星,恒星,蓝巨星(恒星一种),白矮星,中子星,黑洞,星系,河系,(后面的基本用不上)星系群,星系团,超星系团,超星星团复合体科技文明:曲率引擎异兽文明:各种器官(曲率航行器官,防御器官等)(纯粹自己总结,不喜勿喷)

Ⅳ 现实中有类似星际迷航里的“曲速引擎”吗

现实中的确有“曲率引擎”技术的存在,但是运用这种驱动科技的飞船还没有诞生。不过,据说在2030年,曲率飞船就会正式现世。相信许多科幻爱好者,都一定看过这部电影《星际迷航》。影片中,联邦研制了一种可以以超光速速度行进的大型飞船;

名叫“曲率引擎飞船”。这项技术在现实中到底存不存在呢?还是编剧子虚乌有,杜撰出来的一个产物?要知道,我们迄今为止打造出来最快的飞船旅行者一号,速度都不过是百分之一光速而已。

而且,据报道指出,其实著名物理学家史蒂芬霍金先生,在生前也曾经和NASA就曲率引擎技术进行过不止一次的深度合作。也许,很快我们就能看到这个飞船的身影了。

Ⅳ 首个曲率泡被发现,给曲率引擎研究带来曙光,超光速旅行要来了


时空一词在一般情况下是指某个时间段的某个空间,这个概念来自于爱因斯坦的 广义相对论 。根据爱因斯坦的说法,在宇宙中, 时间和空间是绝对的,而且是互相交叉,密不可分的 。他还认为,光速是速度的上限,没有什么任何速度能够超越光速。


宇宙中速度的上限真的是光速吗?有没有可能超越光速呢? 答案是不一定,因为科学家发现了第一枚曲率泡,也许会将曲速引擎变为现实。

目前, 人类制造的 飞行器 的速度只不过刚刚突破地心引力,可以来到太空之中 。即便是飞行速度最快帕克探测器,在太阳引力的加持下,在太空中的运动的速度也不过200km/s。 和光速300000km/s来比,人类的速度简直慢如蜗牛


那光速是宇宙中最快的速度吗? 答案是否定的,因为宇宙的膨胀速度远超光速 。宇宙来源于138亿年前的一场大爆炸。所有的天体和星系都是自这场爆炸诞生。

宇宙大爆炸虽然过去这么久,但是影响却依然在持续 。因为宇宙还在持续膨胀之中,宇宙中所有的星系正在互相远离。如果把宇宙比作一个气球,星系是分布在当中的小颗粒。 宇宙膨胀 的效果, 就像是把气球吹大,星系都在自动拉开距离


宇宙膨胀的速度非常快,而且是离宇宙中心越远的地方膨胀速度越快 。按照哈勃常数来说,宇宙144亿光年外的膨胀速度已经远远超过了光速。 所以人类即便是制造出来能够以光速移动的飞行器,也永远无法探究出宇宙的全貌

既然宇宙之中有速度可以超过光速,那么我们可能也会有超越光速的机会。 超光速的想法已经被物理学家通过研究得到了具体的理论。 根据理论,人类只要能通过这两个方法就可以实现超光速移动。这两个方法就是 穿越虫洞 和折叠时空


穿越虫洞其实是钻了“空间的空子” 。虫洞就像是宇宙空间中的一个裂缝,或者说是近道。如果能够突破技术成功穿越,就能像“任意门”一样, 短时间内实现空间跨越

折叠时空 则是根据宇宙的形态,对空间进行折叠 。如果说穿越虫洞是提高速度,那么折叠时空就是压缩路程。通过空间折叠,使得出发到结束的路程变短,从而实现 超光速移动


不过穿越虫洞有非常高的技术要求,以人类目前的能力来说,很难达到这一点。但是 折叠时空似乎有一个可以突破的点 。如果能够攻破技术难关,人类就可以通过折叠时空实现超光速移动,这种方式就是 曲速引擎

曲速引擎 是一种超光速的推进系统,这种推进系统可以 通过压缩空间的方式实现超光速移动比如,在一根拉开的橡皮筋上,有一只蚂蚁要从一头跑到另一头。 虽然它无法迅速跑过去,但是如果我们把橡皮筋松开,橡皮筋回到原本的长度,蚂蚁实际移动的距离就会变短。 这样就相当于折叠了时空,实现了曲速飞行


现实里的空间不像橡皮筋一样不能够被我们随意拉拽,但是我们可以 用时空泡来实现空间折叠 。假设我们制作了一个载人飞行器,如果飞行器前面的空间可以实现折叠,后面的空间又可以舒展的话,那么飞行器就会实现快速移动。 能够包裹着飞行器实现空间折叠并且移动的腔体就叫做 时空泡 。

举个例子来讲,如果一根木棍想要穿过一个狭长的布袋,可以把木棍前面的布袋收缩到木棍上,再捏住木棍前端,让布袋从木棍后端释放。这样的过程大致就像是 曲速飞行 能够随意折叠并舒展的布袋就是时空泡。


假如人类 科技 真的能够制造出曲速引擎,实现曲速飞行。那么就能轻易地抵达所有地方。 地球范围之内的任意两个距离,在曲速飞行下也许只需要几秒钟就可以抵达 人类也有可能走出太阳系寻找出第二颗地球

但是这样美好的设想并不容易实现,因为飞行器好制造但是 时空泡难找 。突破光速最有希望的机会就是曲速引擎。但如果想要制造曲速引擎就必须要有时空泡。本来事情在这里就已经陷入了僵局, 但是美国专家的一项最新发现打破了这个僵局。或许 超光速旅行 ,真的要来了?


2021年12月6日,前NASA曲速驱动专家罗德·G·桑尼·怀特公开了一项报告 。他表示,自己带领的无限空间研究所团队在在现实中发现了时空泡的存在,如果能够加以研究和利用, 人类一定有机会制造出曲速引擎

据了解,这首个“ 曲率泡 ”的大小只有 纳米级别 ,几乎是人类肉眼都无法直接观察到的大小。但是他们 在专业仪器的观察下发现,这个微小的气泡,真的有负真空的能量密度 。也就是说这个气泡就是人类苦苦寻找的时空气泡。


虽然曲率泡的大小几乎无法容纳任何物体,但是它的存在本身就 有极大的意义 。因为它的存在直接证明了曲速飞行的可行性。如果我们有足够小的可观测物质,就能够通过实验实现该物质的曲速飞行过程。或者通过分析气泡结构实现曲率泡的放大复刻。假以时日, 曲率飞行一定可以实现

曲率引擎 一直都在科幻电影里出现,比如星际迷航中的飞船全部都是曲速飞行。 因为宇宙实在太过浩瀚,如果没有足够快的速度,也许人类还没有从一个星球抵达另一个星球,就已经死亡了。


但即使曲率泡能够实现曲速飞行,我们能够借机移动的距离也是有限制的。因为 宇宙实在太过庞大 ,我们想靠曲率飞行来到254万光年外的仙女座星系, 大概需要13年左右 。想要穿过一个直径几千万光年的星系团, 大概需要好几百年

不论怎么说曲率飞行依然是碾压一切速度的存在。虽然以上的假想都不太现实,但曲率泡的发现也给我们的曲率研究带来了曙光,我们才敢这样肆无忌惮地去想。


早在 1994年 ,墨西哥物理学家米给尔・阿库别瑞就对曲率引擎做了深入研究 。他认为,在爱因斯坦广义相对论的理论里,通过时空折叠确实可以实现快速移动,而且丝毫没有违背相对论中光速是速度上限的问题。因为这种移动方式中, 物体的移动速度在物理层面虽然有可能超过光速,但是在运动的实质过程里,物体的相对时空泡的运动速度没有超过光速 。也就是说,科幻小说里的 曲速飞船 很有可能实现。


米给尔・阿库别瑞还认为,想要实现曲速飞行,一定要在飞行器的周围 制造一个“能量环” “能量环”扭曲时空,时空就发生了折叠,这样才能实现曲速飞行 。而且“能量环”的关键在于,只有负质量的物质才能实现这种理想状态。 他这种飞行不会违背相对论的理论,被学界称之为阿库别瑞引擎。

阿库别瑞引擎 可以通过粒子之间的不平衡关系制造出负质量 。比如在飞行器附近放一些电子和反电子,电子之间就会出现不平衡,从而产生负质量。

如果负质量的数量够多,能够围绕飞行器形成一个环 。那么负质量前面的空间就会收缩,后面的空间就会释放,从而实现曲速飞行。不过这种情况需要的负质量实在太过庞大, 一个直径1米的“能量环”所需的负质量,也许是整个银河系的质量之和 。如果需要这么大的负质量,也许曲速飞行真的无法实现了。


直到 1999年 ,物理学家克里斯·范登布鲁克提出了解决办法 。他认为,曲率泡表面积越大消耗的负质量越多,如果可以拓展曲率泡的内部体积而不增加表面积,曲率飞行也许就更容易实现。

2011年 ,一个名叫“奥佩拉”的团队曾经公开声称已经实现了 超光速 移动 。他们表示自己使用强子对撞机让质子的速度接近了光速,然后轰击靶物质,让其产生中微子束。与此同时,他们在735公里外的地方观测物质移动速度,结果发现中微子束比质子更先到达。这说明他们通过为人力量实现了超光速, 虽然只快了0.000025,但却是颠覆式的结果


这项实验直接颠覆了爱因斯坦的相对论,学界对此质疑不断。很快人们发现设备计算时间的仪器出了问题,所以实验结果并不准确 。到目前为止,人类依然没有任何超越光速的能力。

根据物理学家的推算,如果一个 曲率泡 的表面积能够容纳一个飞船。 那么它飞行消耗的质量将是太阳质量的10亿倍 。人类远没有能力捕获和利用如此庞大的能量,所以根本无法承担起曲率飞行的进一步研究。


这次发现的曲率泡虽然很小,但是也给了人类继续深入研究曲率飞行的极大动力, 也许我们真的能有研究出曲率泡的内部体积扩大的方法 ,就能制造出真正的曲速引擎, 实现超光速的曲速飞行。

Ⅵ 曲率飞行可以实现吗

曲率飞行可以实现吗?

从理论上来看是可以实现的, 个中起到关键作用的空间 ;广义相对论认为,空间是一个可变形的结构,可以在某种能量的作用下膨胀,弯曲以及压缩;这给我们保留了无限的希望,而曲率飞行正是利用了弯曲空间的弹性推动飞船高速前行。

上图有三个关键,空间在飞船前方被压缩,在后方被拉伸,如果是三体中的曲率飞行呢, 就没有第三个关键因素 ,如果是星际迷航中的曲速飞行呢则有第三个关键结构--飞 船周围有一个环形弯曲空间包裹, 两者类似但差别却极大,如下:

《三体》中的曲率飞行: 压缩前方空间,拉伸后方空间,弹性空间推动飞船高速前行,但飞船仍然在不断穿透空间,尽管其利用广义相对论中的空间弹性原理,但并没有逃脱狭义相对论的桎梏,无法超越光速,只能无限接近光速,而且时间体系也无法统一,在地面看来,飞船系流逝的时间与地面是不一样的。

《星际迷航>中的曲速飞行: 压缩前方空间,拉伸后方空间,并且使用弯曲空间包裹飞船,空间的弹性推动中间这个弯曲空间泡前行,飞船相对于周围的空间泡是静止的,加速与停止不会影响内部的惯性体系,而且这个空间泡泡可以摆脱狭义相对论框架直到超光速,我们宇宙的膨胀速度就是超光速的,在观测看来,空间的超光速膨胀并没有违反相对论。

两者比较,当然是《星际迷航》中的曲速飞行比较好一些,因为这个时空体系与地面时间流逝是一致的,不会因为光速飞船的时间流逝方式趋向停滞造成比较尴尬的局面。

既然选择了比较合适的方案,那么如何来实现呢? 我们宇宙中就有一种能造成空间膨胀的重要物质--暗能量, 其被认为是造成宇宙加速膨胀的罪魁祸首,那么我们是否可以利用暗能量的导致空间膨胀的方式来实现这个目的呢?似乎可行但无法造成弯曲空间,我们或者需要找到一种控制暗能量的方式来造就一个独立于大时空的小时空!

独立空间泡泡

曲速飞行在理论上是可以实现的,需要使用阿库别瑞引擎,压缩飞船前方的空间,让飞船后方空间扩张,形成一个曲速泡,飞船就可以裹在泡泡中超光速行驶了,不会受到爱因斯坦相对论的限制,时间也不会膨胀变慢。

但阿库别瑞引擎也仅仅在理论上可行,现实中还没法实现。

首先,阿库别瑞引擎消耗的能量是你完全无法想象的,仅仅运送几颗原子,就需要消耗掉三个太阳的质量。

其次,阿库别瑞引擎会出现负能量密度的情况,需要奇异物质来驱动,而奇异物质目前仅在理论上存在,宇宙中还从未发现过。

第三,阿库别瑞引擎并未完全排除回到过去的时间旅行,违背了时序保护机制,宇宙可能永不准许任何人把它生产出来。

第四,宇宙中虽然物质稀疏,但装备阿库别瑞引擎的飞船既然可以超过光速的速度前进,必然会影响整个时空。就像你驾着一架飞机在森林里飞,很可能会撞上前方的树木。曲速泡也是一样,你前面的空间既然被压缩了,那些星系、恒星、行星和智慧生命又会遭受何等恶劣的待遇呢?你自己也敢保证自己绝对安然无恙?

曲率飞行就是采用曲速引擎为动力的飞行,严格意义上来说这种移动不能叫做飞行,而是时空跳跃。总体上来说,时空通讯对曲速引擎的前景持乐观态度。
从理论上来说,只要有足够大的能量,就能扭曲时空,对时空产生折叠效应。

就像一张纸,如果从这头到那头,一只蚂蚁要爬很久,但如果把它折叠起来,根据折叠的皱褶多少,就能够一步或者几部跨越。

这个有点像我们古代描述的一种功夫叫缩地功,可以把大地压缩,距离缩短,于是此人就能日行千里。

而曲速引擎是压缩时空,把时空折叠起来,这与所谓的缩地功道理相同但效果天壤之别。

这是广义相对论时空弯曲理论的延伸,这个科幻中的设想正在逐渐地进入到科学家们的实际研究。
在科幻电影星际迷航中,使用的就是这项技术,里面对曲速航行具体操作细节介绍的不多,但最终把曲速层级定为最大值曲速10级。曲速1级为真空光速(c),随着层级增加曲速呈指数增加,但10级为速度无限大,无法达到,只能无限接近。

在现实中,最早提出这个概念的是上世纪五十年代的德国物理学家海姆,它指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,并提出了一些设想。

但一直到他辞世,他的理论并没有引起重视,因为大家都认为凭着人类掌控的物质条件,不可能制造出那么大的引力场。

一直到2005年,德国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论文,探究“超时空发动机”制造的可能性,没想到此举竟得到了美国航天学会的青睐,授予他们为2005年度“核能和未来航空”项目大奖。由此,这项看起来很科幻的理论重新得到了科学界的重视。

一些科学家开始了行动。
美国能源部圣迪亚国家实验室太空动力研究员罗格·雷纳德正在筹划着做一场实验,他准备用一部X光发生器,提供实验所需要的磁场。

2014年6月,美国太空总署(NASA)机械工程师、物理学家怀特正在研究开发可作星际旅行的宇宙飞船“IXS企业号”。他近日和3D艺术家拉德梅克合作,制作出宇宙飞船的概念图,宣称一旦飞船面世,只需两周便可到达距离太阳4光年远的地方。

2015年5月,美国NASA的科学家们开展了对曲速引擎的研究工作,工作室位于NASA约翰航天中心Eagleworks实验室,首席科学家为Harold White博士,他们已经研究出一套被称为EM drive的动力装置,这种装置已经获得了某种推力,这种推力似乎违反了动量守恒定律,一些难题还在研究中。

一些科学家认为,曲速引擎需要巨大的引力场,制造这种场所需能源非常巨大,目前人类无法实现。但另一些科学家却反驳了这种观点,认为制造一个小的曲率泡,只要很少的能量就能达到曲率跳跃的要求。
这项工作还仅仅是个起步,但的确有一个十分诱人的前景。

光速是我们这个时空的限制,常规飞行无法突破这个限制,使星际航行变得难以实现。

曲速引擎的设想为人类打开了另一扇窗户。

采用曲速引擎实现时空跳跃,能够突破光速限制,甚至获得若干倍光速的穿梭,但由于其不是采用常规速度飞翔,并不违背光速限制原则,而且也不会产生时间膨胀效应。

这样就不会产生祖孙佯谬的悖论,人们可以在正常的时光流逝中实现星际的跨越。

这是一个多么美妙的前景啊,虽然目前这项研究还处于半幻想半真实的状态,但这项理论已经得到了重量级科学机构的实际进入,这些科学家可不是吃素的,他们正在使这项原本不可能的事情一步步走向可能,超光速跨越或许已经不再是梦想。

所以时空通讯有理由相信,曲速引擎极有可能会成为人类达到二型恒星级文明时,走向星际空间的最重要工具。

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理论上,曲率航行或者说曲速航行是不违背物理学原理,完全是能够实现的,这种驱动方式本身就是基于已有的物理学理论所提出来的。利用这种特殊的驱动方式,我们可以突破光速限制,实现真正意义上的星际旅行。但需要注意的是,《三体》和《星际迷航》所说的曲速航行是不一样的。

在宇宙中,空间中分布着各种物质,它们会导致空间弯曲。所有的空间都不是平坦的,它们都会存在一定的曲率。在《三体》中,曲速飞船能够减小后方空间的曲率,导致前方曲率更大的空间会把飞船拉过去,从而使飞船以亚光速航行。在这种情况下,曲速飞船会产生巨大的相对论效应——尺缩钟慢,基于此就能实现星际旅行。

在《星际迷航》中,曲速飞船可以压缩前方空间,并扩大后方空间,使得曲速飞船能够相对于弯曲空间做“超光速”运动。在这种情况下,曲速飞船相对于局域空间并没有超光速,而是处于静止的状态,所以不会出现相对论效应。

但不管是哪一种曲速航行,这都需要负质量的东西来改变空间曲率,而我们现在对这种神秘的东西一无所知。

答:理论上存在这种可能性,实际上实现难度极大!

曲速飞行是相对于传统推进方式的一种完全不同的驱动方式,基于爱因斯坦的广义相对论——空间是可以弯曲的。然后我们操控并弯曲的空间,并带动空间内的物体,实现等效的相对移动。

这让人想起《三体》中,程心和艾AA乘坐的星环号,使用的就是曲速驱动引擎,等效速度为光速;还有电影《星际迷航》里,曲速引擎也是一项重要的技术,等效速度远超光速。

超光速飞行的一大限制,就是爱因斯坦的相对论,狭义相对论禁止任何形式的超光速传递有效信息,自然也禁止超光速移动物质。

但是广义相对论又留了一个缺口,就是空间的膨胀速度可以超越光速,曲速飞行理论就是利用这一原理,设想了一种操控空间移动的技术。

飞船前方的空间被压缩,然后被移动到飞船后方膨胀,等效于空间把飞船推向前方,而且不对飞船产生“惯性力”。因为空间的移动不受光速限制,所以飞船的等效移动能超过光速。

曲速表示空间翘曲的度量,而不是真实的速度,所以绕过了相对论的光速限制。同时,曲速的效果也可以等效看作移动速度,从而实现等效的超光速移动。

目前技术上最大的困难,就是无法制造足够的能量能让空间弯曲,所以相应的研究,基本停留在理论当中。

对人类来说,曲速飞行或许是遥远未来的唯一出路。试想,如果大自然禁止曲速飞行的存在,那么意味着人类将永远被限制在宇宙的一个小角落里,宇宙是如此广袤,人类只能远观而不可及,这将是多么恐怖的事啊!

在刘慈欣的科幻小说《三体》中,人类的“光速飞船”先驱者托马斯维德制造出了接近光速的曲率飞船,最后程心得以驾驶曲率飞船逃离被二维化的太阳系。

但小说中的设定是,曲率飞船并没有达到光速,而是以无限接近光速的速度飞行。

在更早时期,科幻系列电影《星际迷航》中描述了一种未来的人类飞行器——曲速飞行器,这与三体中的曲率飞行有着不同之处,《星际迷航》中的星舰,可以轻易的超越光速很多倍,数千光年的航行也不过是转眼一瞬间。

至于这些曲率、曲速的原理究竟是啥呢?我们来探讨一下:

我们知道,空间是可以被弯曲的,而且空间还具有弹性。想到这里,可以在脑海里设计一个有趣的实验,找来一块大一点的地毯,一辆玩具 汽车 ,让玩具 汽车 以速度v在地毯上向你这边开来,这时,你以速度w拉着地毯也向你靠近,所以,这辆玩具 汽车 就会以高于原本的速度v向你这边靠近。

在宇宙空间中,可以利用某种办法,把飞船的后方空间给“烫平”,前方的空间给压缩的更加褶皱,这样飞船就会以很高的速度向前方飞去。而在《星际迷航》中,利用飞船上强力的曲速线圈产生强大的磁场,称之为“曲速场”,曲速场形成一个包裹飞船的“曲速泡”,飞船在曲速泡中相对静止,而曲速泡却在空间的涟漪中“荡漾着”前进,至于其中复杂的原理,怎么搞出来的曲速泡,谁都不清楚。

但无疑哪种方式都需要巨大的能量,2008年7月,美国的两名物理学家称巨大的能量可以让人类控制维度,从而制造出“光速飞船”,那么需要多少能量才能操控维度呢,大约最低需要10^45J的能量,根据质能公式,这需要将木星全部转化为能量才行。

虽然现在仍属于设想阶段,但终归是有了思路。其实,人类如何才能迈入星际文明行列中呢?办法就是制造更快的飞行器,这是最直接的办法,也是人类能否走得更远的最有效的办法。

你们说呢?

利用所谓的“时空弯曲”实现“曲率飞行”,只能是科幻者的神逻辑的天方夜谭,而绝不可能在物理逻辑中实现。

以下我来厘清一下相关概念,做一些深度解读,但愿对一些走火入魔者有所警示。

一,曲率的大致意思。

曲率(k),是单位弧长(s)转过的角度(θ):k=Δθ/Δs。曲率半径或圆半径(r),是曲率的倒数:r=1/k。因为:k=Δθ/Δs=Δθ/rΔθ=1/r。

凸起的曲率是正的,意味着能量递增。凹陷的曲率是负的,意味着能量递减。拐点的曲率是零,意味着短暂的平坦。

二,惯性定律的深度解读。

惯性定律,是一个宇宙大法则:任何物系的运动,保持匀速直线运动或相对静止。物系匀直运动意味着它最终的动态平衡,维持运动的能量不多不少,没有剩余的可被利用。

在黎曼几何中,匀直运动就是测地线循环,是最小曲率的匀速圆周运动。因此,惯性定律的匀直运动要改成“匀圆运动”。

所有的自然物系,都在匀圆运动,它们是自然的最经济的永动机,其驱动力只够自身运动,没有多余的可被投机取巧。

▲为什么边缘带的电子云密度越发稀疏呢?

三,熵增加原理的深度解读。

熵,表示物系运动的混乱程度或无序度。熵增加原理,即ΔS≥0。意思是:物系运动总是不断衰减降频,不断趋向最终的惯性、动态平衡、匀直运动、匀圆运动。因此,熵增加原理是惯性定律的热力学表述,异曲同工。

例如,恒星辐射的电磁波,在深太空的长期旅行中,能量不断衰减,频率不断降低。这种现象叫“熵增红移”,可颠覆宇宙大爆炸理论。

四,时空弯曲论的深度解读。

广义相对论的核心是时空弯曲论,甚嚣尘上。也许因为这个神逻辑,科幻作家刘慈欣臆造了曲率飞行。

▲时空弯曲论把爱因斯坦变成了科学大神

其实,光走曲线,只是因为承载光的空间介质在天体附近的质密梯度(▽×m)或能密梯度(▽●E)较大而已。但是,光走曲线也是一种动态平衡,其质量曲率或能密梯度,只能自给自足,不能被投机取巧。

▲让人“脑洞大开”的曲率飞行的一个设计。

这就好比:龙卷风把附近的 汽车 席卷进去,不是因为时空弯曲,二是空气介质的能密梯度很大而已。

综上:曲率飞行的幻谬,责任不在刘慈欣,归根结底,是爱因斯坦的广义相对论在作怪。

超光速俗称FTL(faster than light)

FTL有很多种方法,其中最出名的有这几种。跳跃引擎(jump drive)超空间(hyperspace)曲速引擎(warp drive)和虫洞(wormhole)。

跳跃引擎就是通过某种手段(一般是量子物理之类的的 科技 )瞬间出现在某一点,有点量子纠缠的意思,理论上量子纠缠传递信息还是可以的,但是传递物品应该是不可能的,所以就目前人类的理论科学来看是不可能的。只出现在科幻作品中。有兴趣的可以去看《星际迷航 发现号》,其中的孢子引擎就是和这个差不多。

超空间就是让飞船进入另一个次元或空间然后在某一点从那个次元空间出来,飞船本身不用加速到光速。在这个次元中走的距离要比现实中少得多以达到超光速的效果,这种 科技 个人认为是不可能实现的。除非人类有能力进入第四维度。

曲速引擎就是在飞船周围创造一个空间泡泡,压缩前面的空间膨胀后面的空间来达到超光速。这种理论上是可行的,但是技术上根本达不到,能量材料都达不到要求。

虫洞引擎就是开启一个虫洞可以瞬间抵达任意地方,效率最高最好用的也是人类最有可能掌握的技术。理论上完全可行,目前人类可以制造出小型黑洞,很多科学家认为量子纠缠的现象可能就是一种虫洞效应。不久的将来关于虫洞的 探索 肯定会有新的进展。

最后,超空间和跳跃引擎没有理论基础,或者说是目前还没有,广泛出现在科幻作品中。曲速引擎和虫洞理论上已经被证实是可行的,它们都有各自的理论推导和物理计算公式。

我们先看看曲率驱动是怎么回事。
曲率驱动是一种通过改变飞行器前后空间的曲率获得飞船前进动力的驱动方式。这是科幻小说和电影里面常用的梗。

它的理论来源于墨西哥物理学家明戈·阿尔库贝利在1994年提出概念。其本质就是通过空间的收缩和膨胀驱动飞船,从而“绕过”相对论对极限速度的限制(这个限制是真实存在的)。

我们通过观察到的宇宙存在了137亿年,而我们观察到的最远的天体离我们有400多亿光年的距离。这说明了: 宇宙空间膨胀的速度远远大于光速。 你可以简单的把膨胀的气球看成是宇宙,而星体就是气球上的小点。

这违背了相对论了吗?并没有,相对论描述的是:信息不能超过光速传播。空间本身是不携带信息的。

所以,曲率飞行在理论上是可行的。

但是,科学家通过计算,把一艘宇宙飞船加速并超过光速,弯曲和抹平空间的能量,需要集中整个太阳系的能源才能完成。

这可能需要我们发展到第二类文明,掌握了戴森球才有可能制造这种飞行器。

综上所述,制造曲率飞行器是未来1000年内不能完成的任务。

曲速引擎就是一种空间的压缩和扩展技术,即在飞船前段压缩空间,后端再把压缩的空间释放。这样,处在中间的飞船时空仍是平坦的,而前后两端一个时空变快一个变慢,飞船达到超光速飞行。

其实这种技术,就是我们祖先说的缩地成寸的翻版而已。制造曲速引擎,关键就是如何实现时空的压缩和膨胀,对应的就是理解空间规则。可惜,人类目前的 科技 还显得太过于简陋,根本没有对空间有何深刻认识。只有爱因斯坦的相对论涉及到了时空的弯曲,即大质量物体可以导致时空弯曲。但是除此之外,我们对时空扭曲和膨胀的了解,几乎为0。所以,如果依照人类现在的 科技 水平,制造曲速引擎基本属于痴人说梦。

不过,人类的 科技 发展也才几千年,相对于宇宙动不动几千万年、几亿年的时间尺度,人类的文明进程显得就太微不足道了。所以,如果给人了足够的时间,相信依人类目前的科学发展速度,掌握空间技术并不是什么难事,制造曲速引擎也是易如反掌。毕竟,在1900年,人们还很难想象什么是电视,电脑,手机。而现在,不都是常见物件了吗?

Ⅶ 曲率驱动真的可以达到光速吗现在能否做到曲率驱动

人类对速度的痴迷是与生俱来的,为了追求更高的速度,运动员可以通过更科学的训练来不断打破田径场上的世界纪录,工程师也不断的研究和推出更快的跑车和更高速的飞行器,2018年,美国波音公司连续公布了在5马赫级别(时速超过6100公里)的军用与民用高超声速载人飞机概念与方案,

然而对于那些以未来的征途是星辰大海的科学家来说,这样的“高速”实在是“慢”的和蜗牛有一拼,他们心中的高速是能以光速为参照速度的飞行器,如果要想达到恒星际航行的目标,飞行器的速度至少要达到光速的百分之一(3000公里/秒,时速1000万公里以上),参考电影《流浪地球》中,经过500年加速才使地球的速度达到光速的千分之五,飞行千年才能到达最近的恒星系。所以,在未来的恒星际航行,这种传统的工质推进的飞行器的动力方式是不可行的。于是,科学家脑洞大开,在现有理论的框架下,“设计”出了多重航行方式,而曲率驱动也是其中之一。

关于曲率驱动这个概念,在1994年由墨西哥物理学家明戈·阿尔库贝利(Miguel Alcubierre)第一次提出。依据的理论基础就是,基于人类对宇宙的观测,认为我们的宇宙空间的形状并不是平坦的, 不管宇宙是什么形状,都是存在着一定的曲率 , 在太空的飞船如果可以利用某种技术使其后方空间的曲率变小,应该说是绝对值变小,变得更“平滑”一些,那么飞船就会被前方曲率更大的空间“拉”过去,这样让飞船前方的空间收缩而后方的空间扩张的方式驱动飞船,而 飞船本身实际上是“静止”的,飞船只是停留在一个由平滑的时空组成的“曲速泡”内,这里的时空曲率不受影响,飞船的“移动”实际上只是“乘着”这个曲速泡在走, 这种设想的驱动方式就算曲率驱动。 虽然曲率驱动不可能像空间折叠那样瞬间到达目的地,但却有可能使飞船以无限接近光速的速度航行。也有一些科学家认为,由于这种驱动方式是利用空间的“收缩膨胀”效应,而时空本身并不受光速极限的限制,这样, 曲率飞船理论上便可以实现以超光速飞行,而不违反物理学中的“光速最快”限制。

关于曲率飞行,我们可以用肥皂小船实验做一个比喻,在《三体Ⅲ·死神永生》中,程心和艾AA也是从肥皂小船实验中得到灵感,破译了云天明给出的最后一个暗示。实验原理和曲率飞行相似,把一艘小纸船放到水面上,由于水表面张力(曲率)的存在,纸船会漂浮在水面上,当在小船尾部放入肥皂,由于肥皂含有表面活性剂,可以降低水的表面张力,所以当肥皂溶解到水中时,小船尾部水面的表面张力降低,小船前部的表面张力不变,这样就像拔河一样地把小船“拉”到了前方,即便小船自身没有任何动力。

既然曲率飞行可以让人类实现星际旅行的梦想,但这个梦想距离现实还是比较遥远的,因为“曲率飞行”目前仍然只是理论中可能出现的情况,并且,如果基础理论和人类的技术没有超越式的突破,曲率飞行就永远存在于科幻小说和电影中了。不说技术上的问题,按照现有的理论来看,曲率飞行需要的能量十分巨大,用曲率飞行的方式把一个原子运输到一光年之外,就需要消耗掉大约2个太阳的全部能量。这样的超高能耗不是一个还没有达到Ⅰ型文明的人类能够负担得起的。如果驱动一艘飞船,也许全宇宙的能量也不一定够用,

不管怎么样,至少曲率驱动给人类在理论上一个方向,现在的人类不能掌握这种技术,谁说未来的人类不会办到呢?毕竟,未来有无数种可能。

通过曲速引擎驱动达到甚至超过光速,理论上是可以的,但目前还处于幻想 探索 之中。
这种引擎的理论基础是广义相对论。引力可以扭曲时空,也可以看作是折叠时空,就是把时空折叠起来,比如一张纸,把一张长方形的纸从中间对折,这张纸两头的边缘就合在了一起,纸张这头的蚂蚁就可以瞬间移动到纸张的另一头,省却了纸张中间很长距离的爬行。

如果把一光年的时空折叠成这样,这一光年不就一步跨过去了吗?那要比光速快多少倍?
爱因斯坦相对论把光速定为我们宇宙最快的速度,任何有质量的物体都无法突破这个藩篱,百年的实践和观测已经钉死了这个规则,谁也没有办法打破。今后人类如何在广袤的太空中穿梭呢?速度这个瓶颈如何突破呢。

曲速引擎似乎给人类一线曙光,这种时空折叠的跳跃式前进,既可以打破光速的限制,又不会受到时间膨胀效应的影响,是突破人类星际航行速度瓶颈的一个最好的预其。

现在对于曲率引擎的设想是公说公有理,婆说婆有道,并没有一个统一的认识。

有消息认为,美国NASA的科学家已经开展了对曲速引擎的研究工作,还发布了一个官方曲率场研究报告(见上下有关配图),这个流传于网上的报告有60页,对曲速引擎研究进行了框架式的描述。

但另一则消息却说明NASA的研究另有途径,他们通过一套被称为“EM drive”的动力装置获得了推力。(见上图)
但这个装置并非一般意义上靠扭曲时空前进的“曲速引擎”,其工作原理实际上是通过电磁波在一个圆锥形金属封闭空间内产生的一部分能量,外界对这项技术并不认同,认为违反了物理学动量守恒定律。

但这里说的似乎是两码事。

持泼冷水态度的科学家却另有说法。
加州理工学院理论物理学家肖恩·卡罗尔详细研究了NASA的报告,得出了不可行的结论。

他认为在曲速场内,飞船必须利用负能量搜索前方的空间,并让后面的空间膨胀,但迄今为止,没有人知道这种负能量到底是什么,更别提如何利用了。

因此报告只是将理论物理学的细枝末节加以装扮,太过理想化。在未来1000年内,实现的可能性为零。

的确,人类现在只捕捉到烧不开一杯开水的反物质,而负能量还是一个理论上存在的谜。所以需要大量负能量才能够实现的曲速航行目前还只能是一个未知数。

但人类要走向深空,总要找到一种突破光速藩篱的办法,否则只能在太阳系里活动。要么在理论上有所突破,要么找到一种新的途径。

理论上曲率驱动可以实现超光速的梦想,但是现在人类的技术达不到,在以后能否实现曲率驱动也很难说。

爱因斯坦的狭义相对论对于光速有要求,有静止质量的物体永远达不到光速,这是理论上的限制而非技术。这意味着人类被光速限制在太阳系内,距离我们最近的恒星是比邻星在4.22光年之外。目前我们最快的速度大约是帕克太阳探测器在接近太阳的过程中受引力加速速度达到70公里每秒,如果按照这个速度飞到比邻星大约需要4285年。

目前距离我们最远的探测器是旅行者一号已经飞行了大约42年,它的平均速度大约是17公里每秒,正好超过第三宇宙速度可以飞出太阳系。按照它的速度大约需要17647年飞出太阳系,飞到比邻星大约需要74470年。这就是人类目前的处境,地球寿命无限但是太阳是有寿命的,太阳演化到红巨星时代人类必须要离开地球,这意味着人类未来必须要飞出地球进行星际航行。

爱因斯坦的广义相对论给了人类希望,按照广义相对论时空是可以弯曲的,虫洞就是时空弯曲留给人类的希望,穿越虫洞可以实现时空穿梭;

除此之外对于时空弯曲的利用还有曲率驱动,如果通过时空弯曲实现超光速运动并不违反爱因斯坦的光速不可超越理论,例如宇宙超光速碰撞就是如此。曲率驱动简单的理解就是通过通过对飞船后方时空曲率的改变,从而使飞船前方的时空把飞船拉过去。大家可以做一个小纸船,在船后方扎个洞放上肥皂小船自己就会向前运动,这是因为肥皂溶解水的时候降低了水的张力,小船就被前方较大的张力吸引过去。

曲率驱动真的可以达到光速吗?现在能否做到曲率驱动?

天下武功,唯快不破!曾经是对江湖上各种派别武术的评价!当然到现在为止速度仍然是人类不懈的追求,但到现在为止,即使是去到内行星甚至太阳探测的帕克探测器,速度仍然在200KM/S上下徘徊!而到达最近的比邻星也有超过4光年的距离,即使以这个速度赶往比邻星也需要超过6000年的时间!

当然这个速度并不是火箭的极速,毕竟火箭还有非常大的潜力可以发掘,随着离子推进技术的进步,甚至未来核聚变发动机的突破,我们的速度仍然可以往更高的方向进步!但不知道各位有没有发现,我们无论如何努力,总会有一个天花板挡住我们的脚步,这就是光速!因为在速度接近光速的条件下其质增效应会让无论再加大推力都无法让飞行器再快那怕是1M/S,因为质量增加效应已经抵消了火箭的反推所提供的动力!

越接近光速,物体的动质量越大!上图是这是牛顿第二定律的极限,也是火箭的极限,当然我们现在远未达到极限,但可以想象在不远的未来有进步的天花板挡着我们,那是一件多悲哀的事情?因为即使达到光速,人类依然无法在有生之年跨越10万光年半径的银河系!那么有什么手段可以越过这个光速屏障吗?当然有,只不过所有的手段都还在纸面上,一般有如下几种:

一、曲速引擎

这种引擎的原理利用空间的弹性将飞船推向前进,因为空间膨胀并不受光速限制,但这也有一个要求,即《三体》中的曲率引擎和《星际迷航》中的曲速引擎,尽管两者原理一样,但效果则完全不一样,因为曲率引擎的上限是光速,但曲速引擎则几乎没有上限!

上图是曲速引擎的基础,飞行器包裹在曲率空间泡之内(曲率引擎没有这个过程),在曲率空间泡前方制造拉伸空间,后方则压缩空间!前方的空间拉着、后方压缩空间推着曲率空间泡前进!但运动的只是曲率空间泡,内部的飞行器与周围的曲率空间泡并没有相对位移!完美的避开了飞行器速度极限时的质增效应!而曲率引擎因为没有曲率空间泡包裹,因此它相对于空间仍然存在位移,所以曲率引擎的上限一样是光速!

但曲率引擎达不到光速,从理论上来看与空间存在相对位移的引擎依然无法突破质增效应,因此再大的空间弹性也不可能推动无限质量的飞行器以更快的速度飞行,因此我们认为曲率飞行器是无法达到光速的!当然到现在为止我们无论在曲率引擎还是曲速引擎上都没有任何建树,甚至连门道都还没有摸到,以现在的技术来讨论这种引擎,无异于痴人说梦话!

二、虫洞

《星际穿越》中土星附近的虫洞是串接起整部电影前后情节的关键,当然这个并不是一种引擎,而是一种将相隔遥远的空间以爱因斯坦-罗森桥的形式连接起来,进入这个隧道的飞行器,将不需要经过三维空间中的实际路程,而是直接通过隧道到达遥远的宇宙!

就像上图这样,以某种强大的能量将之连接起来!

《星际穿越》中穿越虫洞的景象!当然这是我们对虫洞内部的想象而已,而实际是否存在或者到底是否是这样,则完全不是我们所能考虑的,因为这个理论基础都不全!

科学家的想象力是无限的,引擎和技术并不局限于这几种!但 科技 水平依然有限,毕竟没有技术的支撑,再美好的想象依然如一张废纸,也许不远的未来我们可以实现这种不可能的引擎或者虫洞,各位拭目以待吧!

曲率驱动肯定能够超光速,别说超光速了,就是几十倍的光速几百倍的光速也能够轻易的超过,只是曲率驱动只存在于安宁医院患者的大脑中!

很多朋友应该都看过《星际迷航》这部科幻电影,里面有一种巨大的星际飞船,采用的就是曲率驱动技术,这种飞船可以凭借这种技术达到曲速飞行,电影里面称其速度可以超越光速,那么现实中这种技术理论真的可行吗?将来人类有可能制造出曲率驱动的超光速飞行器吗?

曲速飞行这一概念并非《星际迷航》首次提出来的,有一位德国物理学家早在上世纪50年代就提出来了,然而那个时候的人们都认为他在痴人说梦,根本不可能实现的,但是科幻小说和电影创作者们却从中找到了灵感,于是电影中出现了用曲速飞行的巨大飞行器。

曲率驱动飞行到底指的是什么呢?其实它涉及到了理论物理的一种时空模型,要想做到曲速飞行,首先要有一个强大的曲率引擎,不过这种曲率引擎并非发动机,而是一种能改变时空结构的机器,比如装有曲率引擎的飞船,那么曲率引擎就可以把飞船前面的空间迅速弯曲缩小,同时将飞船后面的空间迅速弯曲扩大,那么飞船退出后面的空间进入前面的空间就会省去不少时间,即便飞船本身的速度无法达到光速,但是由于时空被改变时间被缩短,那么也就等于达到或超越了光速。

然而想改变时空结构可不是那么简单的事情,我们知道宇宙中能大幅度改变时空结构的只有那些黑洞之类的大质量天体,但是我们又不可能给飞船上装个黑洞,有人计算认为改变飞船前后的时空需要相当于太阳10亿倍的能量,这简直是不可想象的。

还有一个问题就是,如果扭曲飞船前后的时空,那么飞船将处于有着强大差别的引力场中,而要想达到光速,那么这个引力场应该要强到接近黑洞视界边缘的强度,然而如果引力场强到这个级别上的话,我们已知的任何物质都会被撕得粉碎,连原子都很难存在,因此用什么样的材料来制造这样的飞船,并且将这样的飞船至于什么样的保护之下,也是一个不可想象的难题。

所以目前来看,利用曲率驱动达到光速或者超光速飞行是个理论和技术上都让人徒呼奈何的事情,至少在未来的很长时间内,这样的飞行技术都只能在想象中存在,有科学家就认为这样的飞船至少在1万年内都不会出现,因为技术难关太大了。

曲率驱动,又被叫做曲速引擎,目前更多的只是科幻题材,还远远谈不到科学。利用曲速引擎技术,速度不仅仅能达到光速,理论上可以比光速快很多倍!

曲速引擎的原理是利用爱因斯坦的广义相对论,我们所在的时空并不是平坦的,也不是一成不变的,而是可以弯曲压缩折叠的,利用空间的这种特性就可以实现“超光速飞行”!

简单说就是创造一个“时空泡沫”,飞船位于时空泡沫中,驱动飞船前后方的时空,压缩飞船前方时空,同时伸展飞船后方空间,如此一来,飞船就能实现告诉飞行,本之前飞船本身并没有飞行,是飞船所在的时空泡沫在超光速移动!

这种原理就类似操控帆船在海浪上乘风破浪一样。因为时空本身的速度可以超过光速,所以飞船就能以超光速飞行!

目前的人类 科技 远不能实现曲速引擎技术,而且在可以预见的未来几百年时间也很难做到,因为操控时空结构需要极大的能量,同时还要保证飞船周围时空的稳定性!

在《三体3 死神永生》里,星环号用曲率驱动只是无限接近光速,但为什么200多光年的行程只用了50小时,有人讲过

别说曲率驱动能不能达到光速,实际上有这种想法的人本身只是一个任吗不懂的崇拜者,因为他连光速是如何产生的都不知道,就梦想用什么方式可以达到光速!

曲率引擎,或时光穿梭机,来自时空弯曲理论,基本估计:爱因斯坦放了广义相对论的一个屁,天下的应声虫屁颠颠的寻屁!

仅凭光线路过太阳附近而弯折,就能断言大质量天体会弯折时空么?纯属牵强附会!

众所周知,太阳附近的等离子体分布密度较大,电磁波路过太阳附近,有更多机会与等离子体发射康普顿散射效应,进而弯折了光路,降低了频率,拉长了波长,这就是所谓引力透镜红移的本质,与时空弯曲没有毛线关系。

当然,引力弹弓效应是可利用的,这不过是万有引力定律在多体问题中的表现,可以根据五个拉格朗日点理论解释。

好了,本答stop here。请关注物理新视野,共同切磋物理逻辑与中英双语的疑难问题。

Ⅷ 曲率飞行可以实现吗

曲速引擎就是一种空间的压缩和扩展技术,即在飞船前段压缩空间,后端再把压缩的空间释放。这样,处在中间的飞船时空仍是平坦的,而前后两端一个时空变快一个变慢,飞船达到超光速飞行。

其实这种技术,就是我们祖先说的缩地成寸的翻版而已。制造曲速引擎,关键就是如何实现时空的压缩和膨胀,对应的就是理解空间规则。可惜,人类目前的 科技 还显得太过于简陋,根本没有对空间有何深刻认识。只有爱因斯坦的相对论涉及到了时空的弯曲,即大质量物体可以导致时空弯曲。但是除此之外,我们对时空扭曲和膨胀的了解,几乎为0。所以,如果依照人类现在的 科技 水平,制造曲速引擎基本属于痴人说梦。

不过,人类的 科技 发展也才几千年,相对于宇宙动不动几千万年、几亿年的时间尺度,人类的文明进程显得就太微不足道了。所以,如果给人了足够的时间,相信依人类目前的科学发展速度,掌握空间技术并不是什么难事,制造曲速引擎也是易如反掌。毕竟,在1900年,人们还很难想象什么是电视,电脑,手机。而现在,不都是常见物件了吗?

曲速飞行在理论上是可以实现的,需要使用阿库别瑞引擎,压缩飞船前方的空间,让飞船后方空间扩张,形成一个曲速泡,飞船就可以裹在泡泡中超光速行驶了,不会受到爱因斯坦相对论的限制,时间也不会膨胀变慢。

但阿库别瑞引擎也仅仅在理论上可行,现实中还没法实现。

首先,阿库别瑞引擎消耗的能量是你完全无法想象的,仅仅运送几颗原子,就需要消耗掉三个太阳的质量。

其次,阿库别瑞引擎会出现负能量密度的情况,需要奇异物质来驱动,而奇异物质目前仅在理论上存在,宇宙中还从未发现过。

第三,阿库别瑞引擎并未完全排除回到过去的时间旅行,违背了时序保护机制,宇宙可能永不准许任何人把它生产出来。

第四,宇宙中虽然物质稀疏,但装备阿库别瑞引擎的飞船既然可以超过光速的速度前进,必然会影响整个时空。就像你驾着一架飞机在森林里飞,很可能会撞上前方的树木。曲速泡也是一样,你前面的空间既然被压缩了,那些星系、恒星、行星和智慧生命又会遭受何等恶劣的待遇呢?你自己也敢保证自己绝对安然无恙?

理论上,曲率航行或者说曲速航行是不违背物理学原理,完全是能够实现的,这种驱动方式本身就是基于已有的物理学理论所提出来的。利用这种特殊的驱动方式,我们可以突破光速限制,实现真正意义上的星际旅行。但需要注意的是,《三体》和《星际迷航》所说的曲速航行是不一样的。

在宇宙中,空间中分布着各种物质,它们会导致空间弯曲。所有的空间都不是平坦的,它们都会存在一定的曲率。在《三体》中,曲速飞船能够减小后方空间的曲率,导致前方曲率更大的空间会把飞船拉过去,从而使飞船以亚光速航行。在这种情况下,曲速飞船会产生巨大的相对论效应——尺缩钟慢,基于此就能实现星际旅行。

在《星际迷航》中,曲速飞船可以压缩前方空间,并扩大后方空间,使得曲速飞船能够相对于弯曲空间做“超光速”运动。在这种情况下,曲速飞船相对于局域空间并没有超光速,而是处于静止的状态,所以不会出现相对论效应。

但不管是哪一种曲速航行,这都需要负质量的东西来改变空间曲率,而我们现在对这种神秘的东西一无所知。

曲率飞行就是采用曲速引擎为动力的飞行,严格意义上来说这种移动不能叫做飞行,而是时空跳跃。总体上来说,时空通讯对曲速引擎的前景持乐观态度。
从理论上来说,只要有足够大的能量,就能扭曲时空,对时空产生折叠效应。

就像一张纸,如果从这头到那头,一只蚂蚁要爬很久,但如果把它折叠起来,根据折叠的皱褶多少,就能够一步或者几部跨越。

这个有点像我们古代描述的一种功夫叫缩地功,可以把大地压缩,距离缩短,于是此人就能日行千里。

而曲速引擎是压缩时空,把时空折叠起来,这与所谓的缩地功道理相同但效果天壤之别。

这是广义相对论时空弯曲理论的延伸,这个科幻中的设想正在逐渐地进入到科学家们的实际研究。
在科幻电影星际迷航中,使用的就是这项技术,里面对曲速航行具体操作细节介绍的不多,但最终把曲速层级定为最大值曲速10级。曲速1级为真空光速(c),随着层级增加曲速呈指数增加,但10级为速度无限大,无法达到,只能无限接近。

在现实中,最早提出这个概念的是上世纪五十年代的德国物理学家海姆,它指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,并提出了一些设想。

但一直到他辞世,他的理论并没有引起重视,因为大家都认为凭着人类掌控的物质条件,不可能制造出那么大的引力场。

一直到2005年,德国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论文,探究“超时空发动机”制造的可能性,没想到此举竟得到了美国航天学会的青睐,授予他们为2005年度“核能和未来航空”项目大奖。由此,这项看起来很科幻的理论重新得到了科学界的重视。

一些科学家开始了行动。
美国能源部圣迪亚国家实验室太空动力研究员罗格·雷纳德正在筹划着做一场实验,他准备用一部X光发生器,提供实验所需要的磁场。

2014年6月,美国太空总署(NASA)机械工程师、物理学家怀特正在研究开发可作星际旅行的宇宙飞船“IXS企业号”。他近日和3D艺术家拉德梅克合作,制作出宇宙飞船的概念图,宣称一旦飞船面世,只需两周便可到达距离太阳4光年远的地方。

2015年5月,美国NASA的科学家们开展了对曲速引擎的研究工作,工作室位于NASA约翰航天中心Eagleworks实验室,首席科学家为Harold White博士,他们已经研究出一套被称为EM drive的动力装置,这种装置已经获得了某种推力,这种推力似乎违反了动量守恒定律,一些难题还在研究中。

一些科学家认为,曲速引擎需要巨大的引力场,制造这种场所需能源非常巨大,目前人类无法实现。但另一些科学家却反驳了这种观点,认为制造一个小的曲率泡,只要很少的能量就能达到曲率跳跃的要求。
这项工作还仅仅是个起步,但的确有一个十分诱人的前景。

光速是我们这个时空的限制,常规飞行无法突破这个限制,使星际航行变得难以实现。

曲速引擎的设想为人类打开了另一扇窗户。

采用曲速引擎实现时空跳跃,能够突破光速限制,甚至获得若干倍光速的穿梭,但由于其不是采用常规速度飞翔,并不违背光速限制原则,而且也不会产生时间膨胀效应。

这样就不会产生祖孙佯谬的悖论,人们可以在正常的时光流逝中实现星际的跨越。

这是一个多么美妙的前景啊,虽然目前这项研究还处于半幻想半真实的状态,但这项理论已经得到了重量级科学机构的实际进入,这些科学家可不是吃素的,他们正在使这项原本不可能的事情一步步走向可能,超光速跨越或许已经不再是梦想。

所以时空通讯有理由相信,曲速引擎极有可能会成为人类达到二型恒星级文明时,走向星际空间的最重要工具。

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人类要想进行宇宙间星际航行的话,理论上有三种方式,一种是常规的宇宙旅行,就是靠发动机来推动飞船,随着发动机的进步,人类星际旅行的速度会越来越快,但是根据广义相对论来看,这种方式之下的航行,永远不可能超过光速,因为凡是有静止质量的物体,达到光速的话将需要无限多的能量,所以这样看来将来的星际航行要超越光速简直是不可能的!然而科学家们还提出了另外两种星际航行的方式,一种是虫洞穿越,另一种就是曲速飞行了。

虫洞穿越和曲速飞行,理论上都是可以超越光速的航行方法,不过这两种方式其实都不不是在速度上下功夫了,而是跳出了追求速度的范畴,从而在时间和空间上打主意了,就是说虫洞穿越和曲速飞行玩儿的已不是速度,而是时空。

虫洞又叫爱因斯坦-罗森桥,它是相对论中预言的一种天体或者说现象,通常会出现的黑洞附近,对它的穿越比较好理解,就是因为虫洞弯曲某一部分时空,导致不同地点的距离变近了,就好像一张纸上的这边到那一边,本来需要走过一条边的距离,但是如果把纸对折起来的话,几乎一下子就到了,所以虫洞是一种捷径。

但是虫洞又有一种限制,就是它出现的地点不容易设定,所以利用虫洞穿越的话就只能穿越到它们本来存在的地方,星际航行很难利用它,而且人类至今也没有发现虫洞的存在,理论上如果它存在的话也是非常细小和短暂的,根本不允许宇宙飞船这样大的物体穿过,所以利用虫洞穿越是很不现实的。

如果说虫洞是一种宇宙时空现象,那么曲速飞行就是一种人造时空现象了,它是要在宇宙飞船前进的时候将飞船前面的时空进行压缩,同时将飞船后面的时空进行扩张,这样如果宇宙飞船的速度极快的话,理论上飞船将可以超过光速。

不过虽然理论上如此,然而要想压缩和扩张时空,几乎需要无限多的能量,虽然《星际迷航》等很多科幻电影中有曲速飞行的假设,但目前我们人类对实现这样的星际航行还是不可想象的。

我们先看看曲率驱动是怎么回事。
曲率驱动是一种通过改变飞行器前后空间的曲率获得飞船前进动力的驱动方式。这是科幻小说和电影里面常用的梗。

它的理论来源于墨西哥物理学家明戈·阿尔库贝利在1994年提出概念。其本质就是通过空间的收缩和膨胀驱动飞船,从而“绕过”相对论对极限速度的限制(这个限制是真实存在的)。

我们通过观察到的宇宙存在了137亿年,而我们观察到的最远的天体离我们有400多亿光年的距离。这说明了: 宇宙空间膨胀的速度远远大于光速。 你可以简单的把膨胀的气球看成是宇宙,而星体就是气球上的小点。

这违背了相对论了吗?并没有,相对论描述的是:信息不能超过光速传播。空间本身是不携带信息的。

所以,曲率飞行在理论上是可行的。

但是,科学家通过计算,把一艘宇宙飞船加速并超过光速,弯曲和抹平空间的能量,需要集中整个太阳系的能源才能完成。

这可能需要我们发展到第二类文明,掌握了戴森球才有可能制造这种飞行器。

综上所述,制造曲率飞行器是未来1000年内不能完成的任务。

利用所谓的“时空弯曲”实现“曲率飞行”,只能是科幻者的神逻辑的天方夜谭,而绝不可能在物理逻辑中实现。

以下我来厘清一下相关概念,做一些深度解读,但愿对一些走火入魔者有所警示。

一,曲率的大致意思。

曲率(k),是单位弧长(s)转过的角度(θ):k=Δθ/Δs。曲率半径或圆半径(r),是曲率的倒数:r=1/k。因为:k=Δθ/Δs=Δθ/rΔθ=1/r。

凸起的曲率是正的,意味着能量递增。凹陷的曲率是负的,意味着能量递减。拐点的曲率是零,意味着短暂的平坦。

二,惯性定律的深度解读。

惯性定律,是一个宇宙大法则:任何物系的运动,保持匀速直线运动或相对静止。物系匀直运动意味着它最终的动态平衡,维持运动的能量不多不少,没有剩余的可被利用。

在黎曼几何中,匀直运动就是测地线循环,是最小曲率的匀速圆周运动。因此,惯性定律的匀直运动要改成“匀圆运动”。

所有的自然物系,都在匀圆运动,它们是自然的最经济的永动机,其驱动力只够自身运动,没有多余的可被投机取巧。

▲为什么边缘带的电子云密度越发稀疏呢?

三,熵增加原理的深度解读。

熵,表示物系运动的混乱程度或无序度。熵增加原理,即ΔS≥0。意思是:物系运动总是不断衰减降频,不断趋向最终的惯性、动态平衡、匀直运动、匀圆运动。因此,熵增加原理是惯性定律的热力学表述,异曲同工。

例如,恒星辐射的电磁波,在深太空的长期旅行中,能量不断衰减,频率不断降低。这种现象叫“熵增红移”,可颠覆宇宙大爆炸理论。

四,时空弯曲论的深度解读。

广义相对论的核心是时空弯曲论,甚嚣尘上。也许因为这个神逻辑,科幻作家刘慈欣臆造了曲率飞行。

▲时空弯曲论把爱因斯坦变成了科学大神

其实,光走曲线,只是因为承载光的空间介质在天体附近的质密梯度(▽×m)或能密梯度(▽●E)较大而已。但是,光走曲线也是一种动态平衡,其质量曲率或能密梯度,只能自给自足,不能被投机取巧。

▲让人“脑洞大开”的曲率飞行的一个设计。

这就好比:龙卷风把附近的 汽车 席卷进去,不是因为时空弯曲,二是空气介质的能密梯度很大而已。

综上:曲率飞行的幻谬,责任不在刘慈欣,归根结底,是爱因斯坦的广义相对论在作怪。

答:理论上存在这种可能性,实际上实现难度极大!

曲速飞行是相对于传统推进方式的一种完全不同的驱动方式,基于爱因斯坦的广义相对论——空间是可以弯曲的。然后我们操控并弯曲的空间,并带动空间内的物体,实现等效的相对移动。

这让人想起《三体》中,程心和艾AA乘坐的星环号,使用的就是曲速驱动引擎,等效速度为光速;还有电影《星际迷航》里,曲速引擎也是一项重要的技术,等效速度远超光速。

超光速飞行的一大限制,就是爱因斯坦的相对论,狭义相对论禁止任何形式的超光速传递有效信息,自然也禁止超光速移动物质。

但是广义相对论又留了一个缺口,就是空间的膨胀速度可以超越光速,曲速飞行理论就是利用这一原理,设想了一种操控空间移动的技术。

飞船前方的空间被压缩,然后被移动到飞船后方膨胀,等效于空间把飞船推向前方,而且不对飞船产生“惯性力”。因为空间的移动不受光速限制,所以飞船的等效移动能超过光速。

曲速表示空间翘曲的度量,而不是真实的速度,所以绕过了相对论的光速限制。同时,曲速的效果也可以等效看作移动速度,从而实现等效的超光速移动。

目前技术上最大的困难,就是无法制造足够的能量能让空间弯曲,所以相应的研究,基本停留在理论当中。

对人类来说,曲速飞行或许是遥远未来的唯一出路。试想,如果大自然禁止曲速飞行的存在,那么意味着人类将永远被限制在宇宙的一个小角落里,宇宙是如此广袤,人类只能远观而不可及,这将是多么恐怖的事啊!

理论上分析,确实有可能实现,根据就是爱因斯坦的广义相对论。

广义相对论彻底打破了我们对时空结构的传统认知,从牛顿的绝对时空观但到具有弹性的时空结构。也就是说,我们所在的时空结构并不是平坦的,而是具有弹性,同时可以拉伸,折叠甚至撕裂!

时空这样的特性在理论上可以让科学家们“大做文章”。比如题目中所说的“曲速技术”,也就是曲速引擎技术,在飞船周围制造时空“气泡”,利用强大的磁场就可以制造引力场,如果磁场足够强大,就能进入一个比我们所在时空更高的二度次空间,磁场一消失,飞船就回到现实时空!

所以说,从理论上分析,未来很有可能实现“超光速”飞行,这种超光速并不是绝对速度“超越光速”,而是利用时空结构特性,飞船本身在时空结构中处于相对静止状态!

还有一种可能,利用时空具有弹性的特性,可以制造“虫洞”结构,可以在瞬间达到理论上任何遥远的距离!

虽然光速不允许我们去超越,但大自然并没有关闭所有“大门”,我们可以利用大自然的规则间接地“超越光速”!

答:曲率驱动是在理论上可行的,但是在技术层次上曲率飞行尚不可实现。

爱因斯坦的广义相对论说明空间不是平坦的,如果把空间比作一张薄膜,那么这张薄膜是凹凸不平的。曲率飞行并不是常规的运动方式,它可以称为空间拖曳,它的实质上是对于空间的改造,借此漏洞打破光速不可超越的限制。例如现在被广泛接受的宇宙大爆炸速度是超光速的,也就是说空间的膨胀移动速度是可以超光速的。

同时《三体》中出现的曲率飞行就达到了光速,但是飞船飞过的空间就是一次性的。 这种飞行方式的动力是借助空间的性质进行驱动,并不是常规的施加能量提高速度,这种方式永远达不到光速(没办法,爱因斯坦不允许)。

曲率驱动希望有一天这种出现在科幻作品中的方式,会照进我们的现实。无论是太阳的寿命到了还是仙女座来了,我们都可以愉快的跑了。

Ⅸ 曲速飞船是什么,它跟一般的飞船比有什么优点

曲速飞船是什么,它跟一般的飞船比有什么优点?很多朋友应该都看过《星际迷航》这部科幻电影,里面有一种巨大的星际飞船,采用的就是曲率驱动技术,这种飞船可以凭借这种技术达到曲速飞行,电影里面称其速度可以超越光速,那么现实中这种技术理论真的可行吗?将来人类有可能制造出曲率驱动的超光速飞行器吗?

Ⅹ 汤家凤曲率在第几节

汤家凤曲率在第8节。

《汤家》是由武汉电视艺术中心、北京东泽影视文化有限公司、温州电视台制作中心、北京泰合百联传媒广告有限公司出品,乌兰塔娜编剧并执导,田成仁、齐如意、于伟杰、郝洋等主演的苦情剧。

该剧根据同名电影改编,讲述了孤儿小花被善良的宝柱爹收养以后,面对叔叔和婶娘的反对,她用自己的宽容和善良感动了周围人以及家人,长大成人后的她选择做一名乡村教师回报家乡的故事。

该剧于2008年5月在山东齐鲁电视台首播;2009年2月16日在黑龙江、吉林、河北、河南卫视上星播出。

在20世纪80年代末的一个偏远贫穷的小山村里,活泼善良的女娃小花(齐如意饰),在爹娘和奶奶的呵护下,过着虽不富裕但却快乐的生活。小花娘就快生了,她爹为了多挣些钱去了黑煤窑打工。一个大雨滂沱的日子,小花爹被埋在了坍塌的煤窑里。

小花娘也因为急火攻心加上淋了雨引起大出血失去了生命。从此小花和瞎眼多病的奶奶过着相依为命的生活,懂事的小花用自己瘦小的身躯支撑着濒临解体的家,小花的眼泪和万般努力,最终没能挽留住唯一的亲人奶奶,小花从此成了孤儿。

对于粮食就是命的穷山村,家家都是勉强度日,没人愿意收留小花,小花只能暂时寄宿在村长家。因为小花的到来给已经有两个娃的村长家造成了不小的震荡,村长媳妇对小花是百般排斥,从此和村长为了小花不停地发生争吵,加上自家两个娃对小花的排斥,村长最终无力保护小花。

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