《星際迷航》系列科幻故事設定在地球未來發展路線的一個平行時間線上,從21世紀中期直到24世紀,人類於21世紀中期後進行了第一次曲速飛行,這意味著人類進入了曲速時代。其中,電影《星際迷航:暗黑無界》的譯名被網絡化翻譯了,將darkness翻譯成暗黑而不是黑暗。正像中文譯名的表面炫目,電影本身也是表面炫目,故事一般,想象力一般,只有讓人過癮的感官享受。其中,最讓星迷感到過癮的是星艦加速到曲速的那一剎那,這部的視聽效果比以往更好。那麼曲速到底有多快?
星際迷航:暗黑無界
曲速飛行是一種通過在壓縮時空中航行的技術,其原理就是在運動物體周圍利用反物質驅動的曲速引擎製造一個人工的曲力場,從而使物體能在這個扭曲的時空氣泡中以幾十倍於光速的速度移動。曲速就是衡量在這個時空泡裡運動的物體的速度。由於這樣的移動方法是利用空間扭曲,而非常規的加速方法,因此可以巧妙的避開三維空間中最高速度無法超越光速的陷阱。打個通俗的比方,一輛汽車速度不變,但是由於將道路長度進行了大幅壓縮,導致路程相應縮短,行駛的時間也就得到了極度的節省。
企業號
很多人會問這個問題。確切的答案是超過光速,但一直在演變。例如,在這一集電影中,馬庫斯將軍乘坐的星艦——企業號的曲速就比進取號快五倍。所以,不要問曲速到底有多快,反正比光速快很多倍。(據說,該故事編劇有一個公式。曲速1剛好達到光速,曲速2呢?是光速的8倍。曲速3是光速的27倍。現在,你可以猜到編劇的公式了吧?曲速N就是光速的N的三次方倍。)
進取號
當影片中的星艦進入曲速後,星艦被一個“氣泡”所包圍。這個氣泡恰好證實了很多年前物理學家的一個發現。這個發現貌似超越了愛因斯坦的狹義相對論,因為狹義相對論告訴我們,如果我們可以超越光速,就會發生時間倒流的事件,從而引起祖父悖論。這裡,我們不討論祖父悖論,而只解釋一下墨西哥籍物理學家Alcubierre出人意料的發現。他在1994年,即《星際迷航》電視系列出現近30年後,發表了一篇論文,這篇論文論證,原則上在廣義相對論中可以超越光速。他的發現後來被物理學家稱為“Alcubierre氣泡”,或”Alcubierre速度”。
在廣義相對論中,時間和空間是彎曲的,Alcubierre正是利用了這一點。他直接寫下了一個完整的時空,在這個時空中,存在一個“氣泡”,這個氣泡以超過光速的任意大速度運動。他用的辦法很簡單,就是直接寫下一個四維時空,在這個彎曲時空中,一個遠離飛船的地方,時間和空間與沒有任何能量存在時是一樣的,也就是說是平坦的。在接近飛船的地方,時空形成一個“氣泡”,這個氣泡可以用任何速度向前飛行,而飛船藏在氣泡中。即使在氣泡中,時空的曲率也可以不大,這樣不會導致飛船受到很大影響。
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