宇宙探索：人類未來可以超光速飛行？

超光速理論或可行

儘管超光速目前還只是人們的一個幻想，但並非是天馬行空毫無道理的想像。其中一種名為「曲率驅動」的黑科技就給人類帶來希望，這種技術最早出現在美劇《星際迷航（Star Trek）》中，最初只是一個不切實際的幻想，但1994年，理論物理學家米給爾·阿庫別瑞提出了以他本人的名字為名的「阿庫別瑞引擎」，使超光速航行變得可能。

阿庫別瑞提出，理論上，宇宙飛船裝上這種能令前方空間收縮、令後方空間膨脹的曲速引擎後，能創造出一種「曲速氣泡」，令空間扭曲，從而實現跨星際旅行。因為移動由曲速氣泡帶動，身處其中的宇宙飛船實際上並沒有做出超越光速的移動，故不會違背廣義相對論「萬事萬物都不能超越光速」的理論，而且，也不會出現時間變慢等相對論效應。戴維斯表示：「如果說傳統的飛行方式就像在水中游泳，那麼，阿庫別瑞驅動就像是衝浪板帶著你在浪尖上衝浪一樣。」

2012年，NASA的物理學家哈羅德·懷特公布了一個堪稱驚天動地的消息：他所領導的研究團隊正在研製這種超光速引擎。懷特表示，一旦曲速宇宙飛船真正面世，只需兩周便能到達距離太陽最近的恆星系南門二，南門二距離太陽約4.37光年遠。

但切莫高興得太早，實現這項技術面臨著幾個問題。首先，它將需要一種特殊的物質，其擁有負質量，可以讓時空壓縮或膨脹。戴維斯表示：「物理學原理並不禁止負質量，但目前我們還尚未發現這樣的材料。」另外一個問題是，2012年，澳大利亞悉尼大學的研究人員發表文章指出，在進行這樣的飛行時，「曲率氣泡」會不可避免地與宇宙中的其他物質相互作用，從而聚集大量的高能粒子，有些粒子會「偷偷潛入」氣泡內並對飛船產生致命輻射。

如此看來，因為生物學上與生俱來的脆弱性，我們是否會被永遠地困在亞光速水平上？這個問題的答案將不僅關乎能否創造新的飛行速度紀錄，也關乎人類這一物種能否進行星際旅行。

但米爾斯仍對超光速飛行滿懷希望，他認為，隨著人類研製出越來越先進的抗加速度服以及微流星體防護技術，人類將能以前所未有的令人驚駭的速度，在浩渺的宇宙間遨遊。他說：「如果未來的物理學發現這種技術是可能的，那麼，這種技術能讓我們以前所未有的速度飛行，也將讓我們研製出新的、令人難以置信的保護措施。」

身體將成為短板

然而，就目前來說科學家挑戰的40000公里/小時的速度都遇到了巨大的困難，要想達到這種速度，我們都必須慢慢加速。對於人這種生物來說，加速和減速過快都可能帶來致命的傷害：只要想想撞車時，車的速度在幾秒鐘內從數百公里/小時下降到零給人體帶來的嚴重傷害，我們就會不寒而慄。牛頓也表達過這樣的概念：任何物體在不受任何外力的時候，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。這一定律被稱為牛頓第一定律，也就是所謂的慣性定律。布瑞表示：「對於人體而言，勻速是好事，我們要擔心的不是速度，而是加速度。」

100多年前，飛機問世，儘管飛行員可以在高速飛行中變換各種動作，但很多飛行員後來都報告了與速度和方向改變相關的一些莫名其妙的癥狀，包括短暫的視力衰退、身體變得沉重或失重等。後來大家都知道了，造成這一現象的「幕後黑手」就是加速度，或者直接就用多少個g來表示，一個g相當於地球的引力施加在有質量的物體比如人體身上的加速度，即重力加速度，約為9.8米每平方秒。

引力的方向都是垂直的，從頭指向腳或相反，對於飛行員和乘客來說，這絕對是一個壞消息。當引力為負值時，血液從人的腳部聚集到頭部，導致頭部出現腫脹的感覺（我們倒立時也會出現這種情況），此時，人滿臉通紅，眼球充血。反過來，當加速為正值時，血液從頭部蜂擁到腳部，在極端情況下，人的眼睛和大腦會缺氧，從而出現視力模糊等癥狀，嚴重時可能會導致完全失明，這種情況在專業上被稱為「加速度引起的意識喪失（GLOC）」。

一般人大約能承受從頭到腳方向5倍重力加速度帶來的影響，超出這一限度就會陷入昏迷。而受過專業訓練並穿著專業飛行抗壓服的飛行員，則能在9倍重力加速度的影響下仍然意識清楚地操控飛行器。總部設在弗吉尼亞州的美國航空航天醫學協會的執行主管傑夫·斯文特克表示：「短時間而言，人體能承受遠超9倍重力加速度的影響，但如果持續時間過長，就很少有人能承受得了。」

如果只持續很短時間，人體可以耐受非常強大的加速度而不會造成嚴重傷害。目前的這項紀錄保持者是美國空軍上尉小艾利·貝丁爵士。在1958年的一次火箭發動機實驗中，他的胸部加速度計顯示了82.6倍重力加速度的驚人數值，當時他乘坐的安裝了火箭發動機的滑軌器在0.1秒內從零加速到了55公里/小時，這導致他當場昏迷，但清醒過來後，他發現只是背部有些許擦傷，這是一次對於人體耐受力的絕佳展示。

執行不同任務的宇航員都曾經受過較大的加速度：一般在發射和返回地球大氣層時，他們需要承受3到8倍重力加速度的影響。如果加速度的方向是前胸向後背的，此時的加速度基本無害人畜，因此我們可以看到，在絕大部分的飛船設計中，都會將宇航員們束縛在座椅上，使其面朝飛行方向，這當然是非常科學的設計。而一旦飛船在軌道以2.6萬公里/小時的速度巡航，宇航員將不再感受到速度的存在，就像我們坐在高速飛行的客機中感受不到速度的存在一樣。

所以，在未來提升宇宙飛行速度的同時，我們更多的是需要對宇航員的保護。因為他們所承受到底耐力極限或將成為未來宇宙飛行速度的最終短板。

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