熟悉《三體》的朋友,肯定會(huì)對(duì)關(guān)于曲率飛行的描述很感興趣,通過曲率驅(qū)動(dòng)技術(shù),三體能夠以遠(yuǎn)超地球技術(shù)的光速趕往地球,同時(shí)后續(xù)人類掌握該技術(shù),走向了宇宙人類文明,更宏大的故事大幕緩緩拉開。
《三體》原文中技術(shù)原理描述如下:【一艘處于太空中的飛船,如果能夠用某種方式把它后面的一部分空間熨平,減小其曲率,那么飛船就會(huì)被前方曲勢(shì)更大的空間拉過去,這就是曲率驅(qū)動(dòng)?!?/p>
【程心立刻明白了原理:香皂在水中溶解后,降低了小船后方水面的張力,但船前方水面的張力不變,小船就被前方水面的張力拉過去了。在曲率驅(qū)動(dòng)的航跡上,空間的結(jié)構(gòu)也被改變了】
女主程心描述的水的張力也很容易理解,水的內(nèi)部有著很多的水分子,它們能夠相互的吸引與排斥,而它們的這種相互吸引與排斥,則就是水的張力。生活中很常見的例子,比如:水倒?jié)M時(shí)水面會(huì)有微微凸起的弧狀;利用水面張力浮在水表面上的水黽或者蜘蛛;回形針或者硬幣可以漂浮在水面上。
大劉描述的曲率飛行為人類星際航行提供一種方法,你可能會(huì)好奇,
1)現(xiàn)實(shí)中是否科學(xué)依據(jù),誰提出的?
回答這個(gè)問題,我們要確認(rèn),宇宙空間是否是彎曲的,等否能將水的張力類比到曲率飛行;按照愛因斯坦在廣義相對(duì)論中指出,空間是客觀存在的,并且空間還會(huì)因?yàn)槲镔|(zhì)質(zhì)量的存在而產(chǎn)生彎曲,具體表現(xiàn)在物質(zhì)的質(zhì)量越大,空間的彎曲程度就越高;所以在這個(gè)理論下,是可行的。
1994年,物理學(xué)家米基爾?阿庫別瑞(Miguel Alcubierre)提出可用波動(dòng)方式拉伸空間,使飛船前方的空間收縮而后方的空間擴(kuò)張,飛船在太空里“乘”著空間的“波浪”前進(jìn)。這個(gè)“波浪”區(qū)間叫做“曲速泡”,里面是一塊平坦時(shí)空。飛船在泡內(nèi)并非真的在移動(dòng),而是被泡帶著走,并不違反物理學(xué)中的“光速最快”限制。
2)既然曲率飛行確實(shí)有理論依據(jù),那當(dāng)前對(duì)曲率飛行研究發(fā)展到什么層次呢?
先說答案,當(dāng)前只存在于理論階段,尤其是研究阿庫別瑞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力問題,需要多大的能量來“熨平”曲率驅(qū)動(dòng)飛船呢,是否可以研制出?
科學(xué)家們目前需要測(cè)算所需能量的大小,在技術(shù)允許的情況下,改變維度需要1045焦耳能量。根據(jù)公式E= MC2,這些能量需要將整個(gè)木星的質(zhì)量都化成純能量才能獲取,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了當(dāng)前人類能夠掌控能量級(jí)別。
如何研制這樣的飛行器依據(jù)當(dāng)前技術(shù)恐怕比登天還難。
3)雖然說曲率飛行還屬于理論階段,但研究它還是有現(xiàn)實(shí)意義,現(xiàn)實(shí)中對(duì)比浩瀚的宇宙,人類航天器畢竟還是太慢了。
因?yàn)榍衮?qū)動(dòng)引擎本質(zhì)上是靠空間扭曲和空間拖曳前進(jìn)的,空間被扭曲得越厲害,飛船速度也就越快,但空間很明顯不可能被無限扭曲,所以當(dāng)扭曲因子的最高值達(dá)到9.99的時(shí)候,就是曲速飛船的速度極限了,也就是2140倍光速。
在一倍光速,也就是每秒30萬公里的情況下,從地球前往59億公里外的冥王星只需要5小時(shí),24小時(shí)不到就能追上已經(jīng)飛了40多年的旅行者一號(hào),旅行者一號(hào)的飛行速度大約在17公里/秒,但以這個(gè)速度飛往距離地球最近的比鄰星仍需4.22年,并不算快捷。
而如果飛船的扭曲因子達(dá)到9.99,也就是理論允許的最大值的話,飛船將會(huì)以2083倍光速前進(jìn),僅需10秒就能到達(dá)冥王星,太陽系在這種飛船面前,就像個(gè)一居室一樣局促,4.22光年外的比鄰星僅需18個(gè)小時(shí)就能到達(dá)。
路漫漫其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而求索!我們還是要滿懷希望,畢竟,我們的征程是星辰大海!