第1个回答 2022-05-23
在著名科幻作品《星际迷航》中，企业号飞船通过“星际跳跃”快速地从一个星系航行到另一个星系，人类可以在寿命周期内对宇宙进行 探索 。实现这一目标的关键就是“曲速引擎”，它通过扭曲飞船周围的时空达到超光速航行。《星际迷航》剧集中，这种引擎被工程师“寇克瑞恩”于2063年发明。
“曲速引擎（Warp drive）”概念由来已久。在物理学上，这种引擎运用空间翘曲（space warp）理论进行飞行，1994年物理学家米盖尔·阿库别瑞（Miguel Alcubierre）对这一设想进行了总结，并设计了阿库别瑞概念引擎来实现这一梦想。尽管阿库别瑞引擎已被物理学界广泛接受，包括NASA在内的众多科研机构已尝试开发，但直到目前，尚未有可靠的技术方法来实现这一概念。
拥有曲速引擎的飞船在超光速飞行过程中会扭曲周围的时空，飞船前方的空间收缩，后方的空间膨胀，这一现象在物理学上被称为“空间翘曲”。空间翘曲会消耗不可想象的巨大能量，等同于一颗恒星所拥有的能量。根据设想，曲速引擎需要用到所谓“特异物质”的“负能量”才能实现空间翘曲。
目前为止，所谓“特异物质”的“负能量”只存在于理论物理中，即量子水平上的波动形式，极其微小。“曲速引擎（Warp drive）”的研究违背了现有的物理法则，因此很容易让人将这一努力联想到伪科学。
就在不久前，这一形势发生了明显的改变，来自瑞典隆德大学先进动力实验室的Alexey Bobrick和Gianni Martire在科学期刊“经典与量子引力”（Classical and Quantum Gravity）上发表论文称，他们完成了曲速引擎的第一款实用化模型。
不同于NASA和其他科研机构，该研究小组找到了方法，能够在相对论的理论框架下建造引擎，不需要所谓的“特异物质”的“负能量”。研究人员解释，他们用非常强大的引力场代替了“负能量”，并利用这些引力场来实现时空翘曲。但研究人员也承认，目前模型还存在一个主要障碍，即为了形成这一强大的引力场，需要在飞船内外部“翘曲气泡”之间制造一个巨大的时间差。
可即便人们将地球压缩成一个10米直径的球体，内外部的时间差仍只有每年一小时。同时，通过模型，人们发现进行空间翘曲的飞船最佳形状并非人们之前一直认为的细长形状，而是更大更宽，因为这能更佳地发挥曲速引擎效率。
尽管科研团队在如果在工程学上建造和安装一台真正的曲速引擎，但他们已经证明，在理论上这一设想是能够实现的，他们已经迈出了将它变为现实的第一步，科研团队相信，未来终有一天工程人员会将曲速引擎变为现实。