作者:励生
前阵子,网络上有句话特别流行,是“世界那么大,我想去看看”。对于一直生活在地球上的人类来说,或许换成“宇宙那么大,我想去看看”会更加合适。相信每个人都有遨游宇宙的梦想,想看看星辰大海,想去宇宙的边缘见见不同的风景,但这种愿望或很难实现,即使以光速飞行也很难办到。
众所周知,在物理学中,真空中的光速是物理运动最大的速度,大约是30万公里每秒,以这种速度飞行1年,可以从太阳系的一边飞到另一边。但宇宙的直径是多少?可观测直径范围大约为930亿光年,按照这个逻辑,要想飞到宇宙的边缘,那么起码需要930亿年的时间,所以,即使人类掌握了接近光速的飞行技术,也很难等到飞船去到宇宙边缘的那一天。
为此,有网友还开玩笑称,这光速或许是用来限制人类的,为的就是让人类乖乖待在太阳系内。但是,光速真的是用来限制人类的吗?我们能否打破这种限制,找到比光速还要快的速度呢?
其实,随着科技不断发展,我们深入观测宇宙之后,已经发现了多种速度是可以超越光速的,例如,来自宇宙的膨胀速度。众所周知,目前关于宇宙的形成原因,主流说法是宇宙大爆炸,而自大爆炸之后,宇宙就开始了膨胀式的发展,在短短的138.2亿年间达到了930亿可观测直径,这种速度是完全超越光速的,而且,天文学家还认为,这930亿可观测直径只是宇宙的冰山一角,或许宇宙还有很多是我们没有发现的。
但无论这么说,这宇宙的膨胀速度都足以让我们仰望,而这也是人类发现的第一种宇宙速度。另外还有一种来自宇宙的速度,也是超越光速的,它就是黑洞的吞噬速度。黑洞是一种非常神秘的天体,它们的体积小,但是密度却很大,拥有吞噬光的速度,据说光的逃逸速度都没有黑洞的吞噬速度快,因此,光在其中都传播不出来,所以,这才造成了我们无法看清黑洞。
而从这里,我们可以发现无论是宇宙膨胀速度,或是黑洞的吞噬速度,都是远远超越光速的。换句话说,光速并不是不可超越的,当然,这两种速度虽然超越了光速,但是也无法被人类所用,不过,这两种速度还是激发了人类的想象力,既然光速不是不可超越的,那么相信人类未来还是可以制造出超越光速的技术,到时候,或许遨游宇宙应该不再是梦想。
在科幻小说《三体》中提到一种航天器所能达到的光速技术,名为曲率驱动引擎,这种技术的原理是把宇宙看成一张看似平坦但又不平坦的大膜,在这张大膜中存在着空间曲率,而曲率引擎技术就是利用这种曲率来不断提升航天器的速度。这就好比航天器是条小船,而宇宙是一条河,这小河在平坦的河面上慢悠悠的游着,突然遇到了瀑布,在这个时候,小船的速度将会达到最高点,而这种方式就相当于航天器利用了曲率引擎,通过这种技术,人类可以在短时间内将航天器的速度超越光速,而如果能够持续的利用曲率引擎,那么航天器的速度将能一直保持在超光速阶段。
这种设想并不止于科幻小说,在现实世界中,早就有科学家想到了这种技术,在1994年,墨西哥物理学家明戈·阿尔库贝利首次提出关于曲率引擎的概念,但后来人们认为,要想实现这种技术,或许需要拥有巨大的能量才能办到,但是进入21世纪后,科学家开始发现,要达到曲率引擎,或许没有我们想象的那么难。
但是也有人认为,即使我们真的掌握了曲率引擎技术,也并不见得就能让我们在宇宙中遨游,
毕竟,曲率引擎技术只能让航天器的速度在短时间内保持在超光速的状态,一旦这种状态停止,航天器的速度就会再次慢下来,所以,曲率引擎技术或许只适合在太阳系或银河系内使用,要在银河系外使用,或许不太适合。
关于这个问题,科学家很早之前就已经想到,为此,正在考虑研究另一种超越光速的技术,不过,这种技术比起曲率引擎技术要难得多,但如果人类能掌握这种超光速技术,将能够打破光速的限制,甚至可以说,光速在这种技术面前,简直慢如蜗牛。
这种超光速技术最早是由奥地利物理学家路德维希·弗莱姆提出,之后,爱因斯坦和纳森·罗森在研究引力场方程的过程中再次假设,如果人类通过这种技术,或许可以达到对空间的瞬间转移。对于这种超光速技术,科学家称之为“虫洞”,也叫爱因斯坦·罗森桥,简单点说,这就好比是一个连接不同空间的穿越隧道。
从一个维度空间的虫洞进入,可以在另一个维度空间的虫洞中出来,有点相似于《哆啦A梦》的随意门,如果人类真的能掌握虫洞技术,那么,要想超越光速,那简直是小事一桩。但是,截至目前,科学家们都没有发现宇宙中有虫洞存在的证据,换句话说,宇宙中没有自然形成的虫洞,但这或许并不妨碍,人类制造出“人造虫洞”,对此,你会期待吗?
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