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挑戰物理極限!NASA如何設計出「比光速還快」的航天器?

美國國家航空航天局(NASA)正在「挑戰物理學的極限」,投資開發一種推進系統,使航天器的飛行速度超過光速。這個想法聽起來像是直接從科幻驚悚片里出來的,因為它確實是,翹曲引擎第一次出現在《星際迷航》里,允許超光速宇宙飛船在宇宙中推進,根據愛因斯坦的狹義相對論,一個物質物體超過光速的問題是需要無限的動能。但是,理論上可以通過扭曲空間來移動物體而不是增加物體的動能來解決這個問題。

科學YouTube的Joe Scott在他的視頻中解釋了這個項目是如何誕生的。美國宇航局的高級推進物理實驗室,俗稱Eagleworks,正在挑戰我們所知道的關於推進和動力的一切。雖然他們的研究可能不如在LOX甲烷發動機上精鍊火星點火器那麼實用,但他們所做的事情很重要,因為他們在回答其它科學家甚至沒有問過的問題。

他們的目的是追求必要的推進技術,使人類能夠在未來50年探索太陽系,他們的希望是,到本世紀末,我們可以將這些技術用於星際旅行。這個團隊由哈羅德·桑尼白博士領導,他從21世紀頭十年早期就一直在推進科學的邊緣工作,當時他寫了一篇論文描述了Alcubierre曲速引擎的實際實現。

斯科特接著討論了如何將這個想法變成現實,Miguel Alcubierre基本上就是一個看了幾集《星際迷航》的人,他決定推翻愛因斯坦的場方程,這樣他就可以壓縮時空。因此,宇宙飛船本身的速度並不比光速快,它完全不是在穿越時空,它只是存在於一個氣泡中,在它的前方,它收縮了時空的結構,並在它的後方展開,導致它的速度比光速還快。

唯一的問題是,最初的預測稱,宇宙中需要10億倍的能量才能運轉,但多年來,科學家們已經將其削減到太陽能量的幾倍,現在他們得到了大約木星質量的能量。懷特博士建議對經線進行整形,試圖在幾周內到達半人馬座阿爾法星,花費的錢和一輛汽車差不多。他把這個想法告訴了美國國家航空航天局,說服他們給了他一個約翰遜航天中心的房間,於是Eagleworks誕生了。

三個主要項目現在正在驗證一個測試翹曲場,通過在真空中調整量子粒子來產生推力,並測試幾個諧振腔推進器。斯科特先生繼續透露,測試已經取得了一些成功,但他承認未來還需要更多的成功。他們甚至建造了一個儀器來測試這些理論,叫做白朱達躍遷場干涉儀,通過分裂激光來測量非常微小的增量,把激光反射到兩個鏡子上,然後在波長干擾的地方重新調整。

懷特博士說,其中一些測試結果是陽性的,但唯一的問題是細節太過精確,很難核實。即使他們得到了積極的結果,影響也微乎其微,很難想出如何將其擴大到可以推動一艘船的東西。目前我們還不知道做這樣一件事所需要的那種奇異能量,但當我們知道時,懷特博士對它會是什麼樣子有一個很好的想法。

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