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科學家:太陽系沒有其他地方適合我們

如果人類文明要永遠存在,我們需要向地球以外的地方擴張。但是我們能去哪裡呢?埃隆·馬斯克一心撲在火星上,但那裡的條件並不理想。事實上,太陽系中沒有其他地方適合我們,所以我們應該把注意力轉向太陽系之外。

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雖然我們可以肯定在某個地方還有適合人類居住的其他類地行星,但宇宙太大了,我們在人類的壽命時間範圍內都無法到達它們。如果使用目前的化學火箭,要到達離我們最近的半人馬座阿爾法星,需要5萬年以上的時間。

如果我們能以接近光速旅行,到半人馬座阿爾法星的旅程時間可能就會減少到四年多一點,這意味著在正常人類的壽命範圍內很容易就能完成一次旅行。一些假想的曲速引擎甚至可以在5個月內到達那裡,比我們現在去火星的時間還短。

但問題是,根據愛因斯坦的廣義相對論,在物理上不可能有任何物體的速度超過光速。這是因為當一個物體移動得更快時,它的質量也會增加,所以當你達到光速時,它的質量會接近無窮大。這也就意味著,它需要無限的能量才能加速到那個光速。

1994年,墨西哥理論物理學家米格爾·阿爾庫別雷提出了一種曲速引擎的設計方案,這種引擎在理論上可以讓物體的速度超過光速,而不會違反任何物理定律。在物體周圍產生一個負能量的氣泡,這樣物體前面的時空結構就會收縮,而它後面的空間就會膨脹,這樣物體就能在中心“平坦”的時空區域內舒適地移動。

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當然,阿爾庫別雷曲速引擎也有自己的問題。產生一個負能量的氣泡是件好事,但這樣做需要一種奇特的物質形式,而這種物質並不容易得到。為了解決這個問題,哥廷根大學天體物理學家埃裡克·蘭茨提出了一種從正能量來源創造這種“扭曲氣泡”的方法。

在研究之前的曲速引擎時,蘭茨意識到有一些時空氣泡的特定結構被忽視了。這些氣泡呈孤子形式,以恆定的速度傳播而不會變形。蘭茨發現,某些孤子構型可以用傳統的能量來源形成,而不會違反愛因斯坦的任何方程,也不需要任何負能量密度。

另一個有趣的變化是,任何旅行者都可以保留時間的流逝。正常情況下,以光速運動的物體相對於外部世界來說,衰老的速度要慢得多。但是這個新概念克服了這個悖論,因為在孤子的中心有最小的潮汐力,時間會以相同的速度在曲速泡內外流逝。

雖然新的曲速引擎是一個重大突破,但它仍然有障礙。它需要絕對巨大的能量,現在還是不可行的,但我們仍抱有希望。

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這項工作使超光速旅行的基礎物理學的理論研究又近了一步。

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