03.07 在曲速狀態的飛船,曲速器突然故障或停止工作會怎麼樣?

I消失人類


這個問題非常的有意思,真沒想到有人會想出這樣的問題!

但要回答這個問題首先我們應該明白一些基礎的概念!

第一、什麼是曲率?

因為曲速飛船就是通過對空間曲率進行彎曲,來使飛船達到光速甚至超光速飛行。因此要想解答這個問題我們首先要明白什麼是空間曲率。在愛因斯坦的理論中空間並不是平坦的,大質量的天體都能對空間本身進行扭曲,但很遺憾,這個問題很難用文字進行描述,或者在大腦中進行構思。為了說明問題,在這裡舉一個比較直觀例子:人類是怎麼通過實驗證實引力波的?

LIGO(激光干涉引力波天文臺,見下圖)通過激光干涉儀證實了引力波的存在,換而言之也就更直觀的驗證了宇宙空間存在曲率。這個實驗的原理這是這樣的:修建兩條足夠長、且長度相等、呈L型分佈的通道。在引力波到達地球的時候,在兩條通道的另一端同時向交叉點射出特殊的激光。因為光速不變,如果引力波沒有彎曲空間,或者說空間不存在曲率,那麼這兩束光到達交叉點的時間應該絕對相同;反之,則說明其中一個方向上的空間被引力波的漣漪給彎曲了。實驗結果在一個其中一個通道上,空間被曲率大約壓縮了10的負19次方米(注:歷次試驗有差別,這裡只採用中間數值)。也就是說這個方向上所有的東西都被縮小了10的負19次方米,這就是空間曲率。

如果一定要打一個比較直觀的比方,三維空間的曲率就好比水的密度,密度高的地方空間包括空間中的物質就會被縮小;密度低的地方空間包括空間中物體都會被放大。整個宇宙沒有一立方米的曲率是相同的,都在隨時改變,只不過我們不易察覺罷了。或者說因為我們本身也在改變所以根本察覺不出變化。

曲速飛船是怎麼前行的?

看了其他朋友的回答,感覺說的並不是非常全面。其實曲速至少有兩種方案:

第一種方案、只壓縮時空,飛船仍以普通動力前進:也就是說這種方案至少有兩套發動機,一套專門用於對空間曲率進行壓縮和在飛船周圍形成空間泡。比如說將1光年的距離壓縮成1天文單位,那麼這艘飛船另一套發動機只要滿足1天走完1天文單位的距離,就等於在1天之內走完了1光年。因為空間被壓縮了。

第二種方案、完全依靠空間曲率前進:這種方案只有一套發動機,但要承擔三種任務,分別在飛船後方膨脹空間;在前方壓縮空間,並在飛船周圍形成空間泡。靠飛船前後曲率的變化,來推動飛船滑行。如果要打一個比方就是在一輛車的背後不斷的墊高,在飛船前面不斷地挖坑,讓這輛車通過滑行向前。

在曲速狀態的飛船,曲速器突然故障或停止工作會怎麼樣?

因為人類從來就沒有發明過曲速飛船,這只是理論上的一種設想,所以我們只能根據空間曲率的特性進行推斷。

一、曲率變化不會對物質產生影響:通過LIGO的實驗,人類在宇宙中的活動,以及黑洞周圍的天體運行這三種情況都說明空間曲率的變化頂多是在一個方向上進行了尺寸上的拉伸,對物質、包括生命是產生不了特別明顯的影響。因為這三者都造成了一定的空間曲率變化,尤其是在黑洞周圍,往往伴隨著劇烈的空間扭曲,但至少到目前為止除了潮汐效應,人類並未發覺其他特殊的影響。更何況曲率飛船成立的前提就是改變曲率不能改變物質,否則的話豈不是要把被彎曲空間內的所有物質全部撕碎?

二、曲速飛船不產生慣性:雖然曲速飛船在第三者看來實際是以超光速跨越了時空,但從本質上說主要的空間被彎曲了,在飛船自身看來並沒有動或者運動的很慢,所以並不會因此產生巨大的慣性。試想如果曲速飛船存在慣性,按照人類可承受的加速度2—4個G計算,加減速豈不都需要1-3年的時間?

對於曲率飛船其他細節的問題,我想樓主是受了劉慈欣先生《三體》中關於光速飛船的影響。但傳統曲率飛船的概念和《三體》中的光速飛船並不一致,由於劉慈欣先生不想涉及因果律的問題,所以他將曲率飛船嚴格限制在了光速以內,只在加速和減速階段啟動曲率發動機,中間只是依靠慣性滑行,而且在曲率發動機工作期間會形成黑域(被彎曲的空間曲率不會恢復)。其實在傳統理論中,按第三者的視角曲率飛船要高上光速幾個量級,而且必須一直開著曲率發動機,不停的壓縮時空。其他細節如下:

1、空間泡破了會怎樣?答:我認為空間泡只是為了防止開始壓縮曲率的時候有物質穿過、撞上飛船,因此要設置一層保護層。因此飛船運行的時候,空間泡即使破了,由於被彎曲的曲率瞬間展平,並不會對飛船產生影響。

2、曲速器故障飛船直接暴露在光速中,會出現那些問題,對周圍空間會有什麼影響?答:曲速發動機只要停止工作,飛船周圍的空間曲率瞬間就會回到原來狀態,飛船瞬間靜止或者以正常航速航行,不存在光速狀態。但由於這周圍的空間曲率原本就不相同,只是被曲率發動機強制壓縮到了一個固定的數值,在恢復過程中並不一定絕對均勻,所以可能會對飛船方向、姿態產生輕微影響。黑域只是劉慈欣先生的一個設想,今天LIGO的實驗已經能推翻這種可能。

3、有沒有什麼預防措施嗎?答:多裝一套發動機,或者配備相應的零部件及維修人員,這是航天中的慣例,即便是在曲率飛船上依然是最有效的辦法。

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相當於手推車走下坡路突然變平路唄!只是這裡面沒有阻力而已!


豬會上樹555


曲速引擎的原理並不是進行加速飛行,而是壓縮空間,類似將一張平紙進行褶皺化,將遠處的東西拉到眼前,但是向前飛行還是需要常規動力的。如果曲速引擎停止工作那隻相當於停止壓縮空間,常規動力變得不可到達,只好省省燃料修好曲速引擎再繼續。


272路


按照一般理論條件來說所謂的曲率驅動目前仍然只是理想中的理論得存在,而對於這方面的實施人類的技術還差的很遠,因為曲率驅動可以達到在理想條件下光速的十分之一,而這種是非常高速的運行按照相對論來說內部成員的時間會變慢,所以非常適合遠距離航行。

所謂的曲率驅動是改變空間的翹楚來達到飛船行駛的技術,與傳統燃料驅動完全不同。如果曲率發動機在航行是突然時效對造成速度上的突然驟停,因為他是把空間壓出一個凹陷的技術這個技術把空間凹陷後突然停止貴造成空間的反彈,而造成突然減速內部成員和設備可能無法承受速度慣性的衝擊。


瀟泗兒


曲率驅動器壞了,燃料推進器會使飛船快速脫離曲翹的空間,這時就會進入正常空間,在這個正常空間裡,只有燃料推進器在工作,速度屬於正常航行速度,距離光速差遠了!

曲率驅動器只能使空間曲率增加,飛船前進還是需要離子發動機,也可以把粒子推進和曲率驅動弄到一起


雲蘭天嫋


請問:

海市蜃樓突然消失了,會怎麼樣?


荷村公


請先論證一下曲速驅動飛行的可行性,然後再講曲速器壞了怎麼辦。


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