《三體》里提到的曲率驅動,能不能使飛船接近甚至達到光速呢?

幽魂貓


在《三體》中,曲率飛船的速度可以趨近於光速,但無法達到或者超越光速。廣義相對論認為,物體會壓彎空間,位於彎曲空間中的物體就會朝向曲率更大的空間運動,從而造成引力作用,這樣看起來就像被產生引力的物體吸引過去。在宇宙中的任何地方,空間都會或多或少地受到彎曲。

根據小說中的設想,如果在空間中的曲率飛船可以抹平它後方的彎曲空間,這會導致飛船前方的空間曲率大於後方,所以曲率飛船就會朝著前方曲率更大的空間運動。利用這種方法,曲率飛船可以迅速加速到亞光速航行的狀態。並且這種飛船還不會造成過載,這是因為飛船和人都在相同的空間中,它們受到的來自前方空間的牽引作用是相同的。在小說中,主角一行人乘坐曲率飛船隻用52個小時(飛船上的時間)就飛到了在地球上的觀測者看來遠在286光年之外的天體。要達到這種程度的時間膨脹效應,曲率飛船的速度非常接近光速,達到了光速的99.9999999785%。

《三體》中的曲率飛船的原理應該是基於阿庫別瑞引擎,而後者又是從廣義相對論中推導出來的。根據這一原理,如果可以擴張飛船後方的空間,並壓縮飛船前方的空間,那麼,該空間區域將有可能突破光速限制,攜帶飛船以超光速在空間中運動。這裡並沒有違背不可超光速的原理,因為飛船相對於它所處的局域空間其實是靜止的。

雖然上述曲率飛船的設想沒有違背現有的物理學理論,但有個最重要的問題是,如何改變飛船前後方的空間曲率?究竟什麼樣的特殊物質可以使飛船實現曲率飛行?這些都還有待深入研究,目前曲率飛船還只是一種理論設想。


火星一號


“曲率引擎”也可稱之為“曲速引擎”這是一種僅僅停留在設想中的飛船推進方法,以完成星際航行,其速度為十倍、百倍、千倍甚至更高於光速,在《星際迷航》系列影片中,曲速十級被定為最高等級,只能接近不能達到,因為一旦達到十級曲速,理論上可以實現瞬間到達。

20世紀50年代,德國的一位物理學家海姆投身研究“星際航行的動力來源”這個課題上面,他認為:曲速航行就是利用時空扭曲來完成,強大的磁場可以製造引力場,當磁場足夠強大,那麼飛船就會進入到比我們目前時空維度更高的二度次空間中,在此中進行超光速航行,當磁場減弱,那麼飛船就會顯形,重回我們這個時空中,結束超光速航行。

1957年,海姆公開發表他的理論,許多物理學家對此並不在意,認為在當時的技術條件下,根本無法制造出如此強力的磁場,後來,當海姆與世長辭後,他的理論也銷聲匿跡了。

運用空間翹曲來實現星際航行已經成為一些物理學家的研究方向,例如物理學家米給爾阿庫別瑞,他提出的阿庫別瑞引擎,目前沒人知道他的這種效應理論要怎麼觸發。

阿庫別瑞引擎:飛船前方時空被壓縮、“摺疊”,飛船後方時空無限延展,飛船在被創造出來的曲速泡中,曲速泡在這如同“波浪”一般的時空翹曲中作超光速飛行,像是被“時空漣漪”推著前進。

眾所周知,宇宙時空不是平坦的,如果把宇宙空間比作一個巨大的彈力床,那麼較大質量的星體就像一個鐵球一般被放在彈力床上,自然會出現凹陷的情況,也許,超時空旅行的辦法就在未來某個被新發現的物理定律中誕生。


一枚遊戲科幻迷


理論上是可以的,我們知道我們的世界是四維的或是超四維的,在愛因斯坦廣義相對論中萬物之間之所以有萬有引力,是因為物體對空間造成了曲率。如同在一張四角拉直的被單(假設被單完全光滑無摩擦力)裡先放一個質量較大叫大球,對被單產生一定的扭曲,然後再在大球周圍放一個質量較輕的小球,當小球自身攜帶的能量一定且改變其能量大小的因素幾乎只有大球作用時,為了使小球不掉入大球內,所以只能繞著大球做勻速圓周運動運動。這就是月亮繞著地球轉,地球繞著太陽轉的機制(雖然現代量子論認為引力的存在是因為物質之間存在並相互交換引力子。)而宇宙的空間並不是平坦的,而是存在著曲率(曲率為曲率半徑的倒數,曲率越大表示彎曲程度越大),如果把宇宙的整體想象為一張大膜,這張膜的表面是弧形的,整張膜甚至可能是一個封閉的肥皂泡。雖然膜的局部看似平面,但空間曲率還是無處不在。一艘處於太空中的飛船,如果能夠利用某種方式把它後面的一部分空間燙平,減小其曲率,那麼飛船就會被前方曲率更大的空間拉過去,這就是曲率驅動。

但是理想很美好現實很殘酷,飛船的能源問題該如何解決是一個巨大的問題,經計算要將周圍一端扭曲的空間磨平至少需要一顆木星質量大小的能量,根據愛因斯坦質能公式E=mc²,要製造出這種飛船別說一個國家,可能整個地球的人力財力都不夠。


Nicket


理論上曲速飛行,不受任何速度限制。本質上是改變空間結構,並不是飛船在空間裡非。好比飛船本質不動,而是把遠處的目的地空間拉過來了。太科幻,可行度基本為零。能量耗費太大。如果是可行,地球早已經可以看到外星訪客了


公爵老狼


【個人觀點】

嚴格意義上來說,曲率飛行並不是真的飛行,而是通過改變空間曲率來使飛船在空間位置上進行變化。

對其速度的計算實際上和其移動的距離有關。

如果飛行的距離夠遠,曲率飛行應該是可以達到光速。


所為何事


極度科幻的一種推進航行方式,建立在拓撲幾何等學科基礎上,幾何學得好的天才青年可以思考五到十年。實在想不通就別費勁了。能與不能都說不好。學過拓撲幾何就會知道會有一絲可能性,但可能性不大。

物理不是純幾何,就算幾何上行得通,需要生麼樣的能源能量?有條件嗎?幾何與物理兩個條件缺一不可。


AUTUYG


個人觀點瞎幾把亂想的:我們處在3維世界,時間並不代表第4維度,我們最常做比較的,空間摺疊,把一張紙摺疊縮短兩個點的距離,瞬間到達。如果把這張紙比做二維的話,我們摺疊二維空間可以毫不費力的做到。但是我們要摺疊3維空間,可能需要4維及以上的才能做到吧。我們處在三維世界,所以別想摺疊時空了。做不到的。


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