曲速飞行是什么曲速引擎是什么曲速引擎航行速度是多少( 二 )


举例而言,据估计,旅人将企业号推进到曲速9.999996级的速度 。而第四代电视系列剧《重返地球》中的剧集"Threshold"附议了这项设定 , 其中角色提到曲速10级的速度是不可能达到的,因为那是无限大的速度--但不管如何,随后他们却达到了,伴随了快速地(反向)演化成两栖类的蝾螈的副作用 。(虽然是许多影迷、制作人员 , 甚至该集的编剧与制作人Brannon Braga都普遍忽略的事件 。)
时间展长
以曲速航行的船舰不会感受到任何形式的时间展长;毕竟总体来说 , 曲速船舰与宇宙间没有资讯交换 。若船舰是采用脉冲引擎,速度则为次光速(亚光速) , 会感受到时间展长,因为脉冲引擎驱动的船只,仍处在正常时空连续体中 。也因为这样,多数船只会将冲量速度限制在大约四分之一光速 。
超曲速
超曲速(transwarp)被多次使用,指的是曲速引擎的高阶形式,常为博格人所使用;但也是一项不成功的星际舰队开发计划的课题,出现在电影《石破天惊》中 。如同欲进入曲速而不会用上无限多的能量,是要在星舰的周遭产生曲速场来突破光速障(在我们的宇宙中是个理论上不可能的事件);相似地 , 也需要超曲速场来达到非常高的超光速速率(使得船舰能在很短时间内横越银河等级的距离 。)
俗称为阿库别瑞引擎或曲速引擎的"阿库别瑞度规",是一项推敲性的时空数学模型,可以仿造出科幻中星际旅行里的作为跨星际的超光速航行的工具--曲速引擎,因此才被俗称为"曲速引擎",这种俗称也出现在物理学的期刊论文之中 。
阿库别瑞引擎是什么?
阿库别瑞引擎遵守广义相对论中爱因斯坦方程,在这范畴下建立出一项特别的时空度规 。物理学家米给尔·阿库别瑞于1994年提出了波动方式展延空间,导致航行器(简称为"船")前方的空间收缩而后方的空间扩张 , 前后所连成的轴向即为船想要航行的方向 。
船在一个区间内乘着波动前进,这区间称为"曲速泡",是一段平坦时空 。既然船在泡泡内并不真的在移动,而是由泡泡带着船走,广义相对论中对于物体速度不可超过局域光速的限制就派不上用场 。还不知道怎么引发出这样的波动 , 或是一旦引发了,船要怎么离开它 。因此阿库别瑞引擎至今仍属于理论概念范畴 。

曲速飞行是什么曲速引擎是什么曲速引擎航行速度是多少

文章插图
引擎特性
对于熟悉狭义相对论中种种效应--诸如洛伦兹收缩、相对论性质量增加及时间展长--的人来说,阿库别瑞度规有些独到之处 。既然处在度规中移动体积中心的船,其相对于局域平坦空间是静止的,则相对论性质量增加或时间展长就不会发生 。太空船上的时钟进行的速率会和外界观察者的时钟一样,而观察者所测到的船质量不会增加,即使这艘船在他/她看来是在做超光速航行 。
此外,阿库别瑞亦指出:即使船在加速,它仍然是航行在自由落体的短程线上 。换言之 , 利用曲速来加速或减速的船永远处在自由落体状态,船员也感受不到一般加速下会出现的G力 。庞大的潮汐力会出现在平坦空间体积的边缘,因为该处会有很大的空间曲率 , 但透过合适的度规设计,这些区域可以被弄成很小,而不会影响邻近的空域或星球 。
研究发展
Chris Van Den Broeck于一篇1999年的论文试图阐述一些可能的课题,亦发表在《经典与量子引力》期刊 。借由将引擎运送的"曲速泡"的3+1维表面积收缩,同时扩张所包含的内部3维体积,Van Den Broeck能将运输几颗小原子所需的总能量减少到少于3个太阳质量 。随后,透过对Van Den Broeck度规稍微修改,Sergey Krasnikov可以将负能量总需求缩减到几个毫克 。

相关经验推荐