【科學科普】9.9級曲速引擎,飛出太陽系只需2.87小時,但科學家仍然感到失望

天空之城 2020/12/03 檢舉 我要評論

科學家告訴我們,太陽系的半徑大約為1光年(以奧特星雲為界),對於這個資料,我們可能會覺得太陽系似乎並算不大,但如果仔細算一下,情況就完全不一樣了。

1光年就是光在真空中跑1年的距離,換算下來就是9460730472580公里,這是什麼概念呢?如果我們開車以每小時300公里的速度(這已經相當離譜了)跑完這段距離,那麼我們需要花大約360萬年的時間。當然了,我們人類還製造出了更快的載具,比如說各種飛行器。

「派克」太陽探測器是迄今為止人類最快的飛行器,其最快速度高達每秒鐘195公里,然而就算它一直保持這樣的速度,要飛出太陽系仍然需要1538年的時間。要知道在浩瀚的宇宙中,1光年的距離根本就不算什麼,比如說我們銀河系的直徑至少就有10萬光年,也就是說,即使我們乘坐光速飛船,要橫跨銀河系也至少要花上10萬年的時間。

由此可見,光速在宇宙中可以說是「蝸牛的速度」,我們人類必須要實現超光速飛行,才能夠實現征服星辰大海的夢想。然而事實卻是,由於物理規律的限制,不管太空船如何加速,都永遠不可能達到光速,就更不用說超越光速了,怎麼辦呢?

有辦法,愛因斯坦告訴我們時空是可以扭曲的,因此如果我們只需要將太空船前方的空間壓縮,再讓太空船後方的空間膨脹,就可以利用空間的曲率讓太空船前進。需要注意的是,在這個過程中,太空船相對于周圍的空間是靜止的,只是空間在帶著太空船前進,因此它就可以在不違反相關物理規律的情況下無限地加速,從而實現超光速飛行。

這種推進系統被稱為曲速引擎,曲速引擎最初只是出現在科幻作品中,在1994年的時候,物理學家米格爾.阿庫別瑞根據廣義相對論推導出了「阿庫別瑞度規」,這個時空度規允許了太空船能夠以波動方式展延空間,從而為曲速引擎提供了科學理論上的基礎。

很明顯,空間扭曲得越厲害,太空船的速度越高,因此研究人員將曲速引擎分了若干個級別,級別越高速度越快,根據計算,1級曲速引擎可以達到光速,2級曲速引擎則可以達到光速的10倍,而9.9級曲速引擎可以達到3053倍光速。

可以看到,如果擁有9.9級曲速引擎,那麼我們飛出太陽系只需2.87小時,這可以說是相當驚人了,但科學家仍然感到失望,為什麼會這樣呢?

簡單計算一下就可以得出,以3053倍光速橫跨銀河系至少需要32.8年,這還勉強可以接受,然而如果要實現跨越星系,比如說飛到254萬光年外的仙女座星系,就需要832年,如此長的時間顯然是讓人難以接受的,畢竟人類最長的壽命也不過100多年。

然而仙女座星系只不過是銀河系的「近鄰」,它與銀河系、三角星系、NGC 185等50個星系一起組成的「本星系群」,其直徑就有大約1000萬光年。

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