曲速驱动是人类构想的一种超光速推进系统,在科幻小说中的出现率相当高。《星际迷航》和《三体》都涉及星舰的曲率引擎。当然,对于这架飞机来说,并不需要这么长时间。这是因为相对论的时钟慢标度效应。还有一种常见的是曲率引擎,就是控制物质与反物质的反应,通过能量场制造出包裹飞船的翘曲气泡,通过飞船前后能量场的挤压空间,使飞船高速运行。

曲速引擎有理论依据吗?

曲速引擎有理论依据吗

曲速引擎是人类设想的一种超光速推进系统,在科幻小说中的出镜率颇高。那么,这么一个科幻色彩十足的概念有理论依据吗?其实还真有。1994年,墨西哥理论物理学家米歇尔阿库别瑞在一篇论文中提出了波动方式延展空间的构想,让飞船处于一个被称为曲速泡的平直时空中,通过改变时空曲率使曲速泡前方的空间收缩,后方的空间扩张,让曲速泡顺着时空的波动发生移动。

这个构想的独到之处在于,飞船在前进过程中并没有在曲速泡这个平直时空内移动,而是由曲速泡带着走,因此巧妙地规避了相对论中光速的限制,得以实现光速甚至超光速飞行。然而,阿库别瑞提出的构想在数学似乎上行得通,但在物理意义上却面临着重大挑战。计算结果中出现了负的能量密度,科学家们认为这需要用到神秘的奇异物质。

90年代的曲速引擎,或能让人类飞出太阳系,为何却遭废弃?

90年代的曲速引擎,或能让人类飞出太阳系,为何却遭废弃

曲率引擎就是科幻作品里面,实现光速飞行的一种方法,从原理到技术都是停留在科幻的程度,人类还远远没有到对其进行研究的地步,怎么会遭到废弃呢?无论是星际迷航还是三体中都涉及到了星舰的曲率引擎。对于人类的星际旅行来说,首先,爱因斯坦相对论给出了光速不变的限制,任何物体的运动无法超越光速,这对于茫茫宇宙,不是个好消息。

但爱因斯坦在广义相对论中也给出了另一种希望,那就是时空是弯曲的。飞船无法超越光速,但也许我们可以把空间弯曲。其中一种方法就是虫洞了,利用空间中扭曲的虫洞,相当于空间的折叠,轻松实现空间的跳跃。另一种常见的就是曲率引擎,就是通过控制物质与反物质的反应,通过能量场制造出包裹这飞船的曲速泡,通过飞船前后能量场的挤压空间,使飞船获得高速的运行。

一百光年等于多少公里,需要多久才能到?可以从地球离开太阳系吗?

光年等于多少公里,需要多久才能到可以从地球离开太阳系吗

一百光年等于多少千里?光年是个距离单位,一光年就是光走一年的距离,光每秒钟大约走30万公里,一光年的距离大约9.46万亿公里,一百光年就是946万亿公里,合1.892万亿千里。需要几年才能到?这个要看速度了,还要看是相对于谁的时间。如果是光的速度,那在地球人看来,100光年的距离就需要100年的时间才能到。

对于光自身来说,则没有时间。如果是普通速度,比如目前人类制造的航天器能达到的最高速度15公里/秒光速的1/20000,那在地球人看来,100光年的距离就需要将近200万年因为光速稍小于30万,所以并没有15的2万倍的时间才能到达。当然对于这个飞行器来说,则不需要这么长时间,这是因为相对论的钟慢尺缩效应。

在飞行器上的观察者看来,100光年的距离变短了,具体有个相对论长度效应公式其中L为飞行器观察者测量的距离,L0为100光年,即9.46x10^17米,为飞行器的速度,即15000米/秒,C为光速,约3x10^8米/秒,将已知数代入上式,求得L=9.45999999x10^17米,则飞行时间t约为1998427.271年,几乎与地面相差无几,因为15公里/秒的速度还是太小。

如果飞机以0.6倍光速飞行,我们来计算一下。代入0.6C,根为0.8,则L = 7.568x10 17m,飞行时间约为133年。在地面上是t =L0/166年。可见,越接近光速,飞机与地面的时差越大。当然是离太阳系100光年。虽然太阳系在哪里结束,星际介质在哪里开始并没有明确的界限。


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