有关曲速航行的科学研究：曲速引擎，需要一种奇异物质来实现

1905年爱因斯坦发表了一篇名为《论动体的电动力学》的论文，也就是我们所说的狭义相对论的开山之作

论动体的电动力学

狭义相对论让我们知道宇宙存在着一种速度上的限制，就是任何有静质量的物体都无法超越光速。并且随着速度的增加，也会产生一种被称为时间膨胀的效应，这种效应会让飞船与外界产生不同的时间流速，容易产生双生子那样的问题。

所以在这样的种种限制，依靠提升飞船速度来实现星际旅行则成为了一个无法实现的梦。

1994年阿库别瑞另辟蹊径，提出了曲速航行的概念，给我们实现星际旅行指引了一个方向。

米格尔·阿库别瑞

1994年米格尔·阿库别瑞发表了一篇名为《曲速引擎：广义相对论的超光速航行》科学论文，这是第一次以科学的方法去讨论曲速航行的论文。

阿库别瑞发表的论文

曲速航行不同于常规的推进式飞行器，它是利用空间的折叠来进行的一种航行，也就是把飞行器前部的空间压缩，后部的空间膨胀而产生的一种飞行，这种驱动会让飞行器处于一个被称为曲速泡的空间之中，航天器位于曲速泡内并不会真正的移动，它是曲速泡造成的空间自身的一种移动，就类似于我国电视剧中缩地成寸那样的手法，所以，光速的限制以及时间膨胀的效应将不会影响曲速泡内的飞船。

曲速泡示意

并且，位于泡内的飞船也始终处于自由落体的状态，不会存在加速度带来的重力的影响，所以这种航行很适合我们人类穿梭于太空。

飞船位于曲速泡示意

因这种驱动方式是由阿库别瑞提出，所以我们现在称这种曲速驱动为阿库别瑞引擎。

那么从这个介绍我们可以知道，

阿库别瑞引擎的核心是空间的折叠。

但空间真的可以折叠吗？

在此，我们先了解下爱因斯坦在广义相对论中对空间的描述。

广义相对论是爱因斯坦于1915年发表的一篇有关引力的理论，他划时代的提出了引力与曲率的概念，认为，引力是因空间的弯曲而形成，弯曲的程度决定着引力的大小，也就是曲率越大，表现出的引力则越大。

引力示意

那么这个时候我们对空间的理解，便出现了前所未有的认识，空间它可以被弯曲。

1919年英国的物理学家爱丁顿，在广义相对论提出的第四年便利用一次日全食首次验证了这个说法。

1919年5月29日日全食背后星光偏移

2015年我们更是得到了最直观的验证，引力波的探测。

引力波是爱因斯坦于1916年依据广义相对论预测的一种时空涟漪，它是有质量的物体在做加速运动时造成的一种空间曲率变化，这种曲率变化就像水的波纹那样，让空间产生有节奏的压缩。

引力波示意

2015年位于美国的LIGO引力波探测器，探测到了这种现象的存在，那是来自13亿光年外两颗黑洞合并时造成的时空涟漪。

2015年9月探测的引力波信号

所以从广义相对论的提出到现在，空间可以被弯曲的现象，我们已经有很多次的验证，这已是不争的事实，所以空间折叠理论上是可行的。

那么要怎样来实现空间折叠呢?

实现阿库别瑞引擎中的曲率泡需要两种物质，一种是普通的物质，一种则是奇异的物质。

普通物质的质量可以压缩空间，从而形成曲率泡的前半部，而奇异物质则可以产生负能量，它可以使空间膨胀，就像暗能量使宇宙膨胀那样，从而形成曲率泡的后半部，不过很遗憾，奇异物质目前我们还不知道是什么。

但负能量根据卡西米尔效应它确实存在，只是目前发现的也仅限于量子级别。而需要产生并可容纳飞船那样级别的曲率泡是需要非常庞大的负能量， 所以在没有找到这种物质之前，尽管理论可行，但阿库别瑞引擎目前我们也只能望尘莫及。

卡西米尔效应示意

不过，物理学家们也寻求了另一种可能，不需要奇异物质的曲率泡。

2021年3月一个名叫论兹的物理学家发表了这么一篇论文《打破曲速壁垒：爱因斯坦，麦克斯韦等离子体理论中的超快孤子》

伦兹

伦兹发表的论文

在这篇论文中，他提出了一种只需要正常物质就可以维持曲率泡的理论。

只不过这些 正常物质需要形成一种奇异的波，也就是孤子，它可在飞船周围形成类似菱形的曲率泡 。

伦兹曲率泡示意

形成这样的曲率泡需要的正常物质也是巨大的，根据计算，一个百米级别的飞行器，其需要的能量大概会是数百个木星质量，这个也远不是我们现在可以做的。

所以，尽管有很多理论都支持曲速引擎的存在，但以我们目前的科技，这个真的很难，或许百年、千年后有可能。

不过那时我们是看不到了.....

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