《三体》里提到的曲率驱动,能不能使飞船接近甚至达到光速呢?

幽魂猫


在《三体》中,曲率飞船的速度可以趋近于光速,但无法达到或者超越光速。广义相对论认为,物体会压弯空间,位于弯曲空间中的物体就会朝向曲率更大的空间运动,从而造成引力作用,这样看起来就像被产生引力的物体吸引过去。在宇宙中的任何地方,空间都会或多或少地受到弯曲。

根据小说中的设想,如果在空间中的曲率飞船可以抹平它后方的弯曲空间,这会导致飞船前方的空间曲率大于后方,所以曲率飞船就会朝着前方曲率更大的空间运动。利用这种方法,曲率飞船可以迅速加速到亚光速航行的状态。并且这种飞船还不会造成过载,这是因为飞船和人都在相同的空间中,它们受到的来自前方空间的牵引作用是相同的。在小说中,主角一行人乘坐曲率飞船只用52个小时(飞船上的时间)就飞到了在地球上的观测者看来远在286光年之外的天体。要达到这种程度的时间膨胀效应,曲率飞船的速度非常接近光速,达到了光速的99.9999999785%。

《三体》中的曲率飞船的原理应该是基于阿库别瑞引擎,而后者又是从广义相对论中推导出来的。根据这一原理,如果可以扩张飞船后方的空间,并压缩飞船前方的空间,那么,该空间区域将有可能突破光速限制,携带飞船以超光速在空间中运动。这里并没有违背不可超光速的原理,因为飞船相对于它所处的局域空间其实是静止的。

虽然上述曲率飞船的设想没有违背现有的物理学理论,但有个最重要的问题是,如何改变飞船前后方的空间曲率?究竟什么样的特殊物质可以使飞船实现曲率飞行?这些都还有待深入研究,目前曲率飞船还只是一种理论设想。


火星一号


“曲率引擎”也可称之为“曲速引擎”这是一种仅仅停留在设想中的飞船推进方法,以完成星际航行,其速度为十倍、百倍、千倍甚至更高于光速,在《星际迷航》系列影片中,曲速十级被定为最高等级,只能接近不能达到,因为一旦达到十级曲速,理论上可以实现瞬间到达。

20世纪50年代,德国的一位物理学家海姆投身研究“星际航行的动力来源”这个课题上面,他认为:曲速航行就是利用时空扭曲来完成,强大的磁场可以制造引力场,当磁场足够强大,那么飞船就会进入到比我们目前时空维度更高的二度次空间中,在此中进行超光速航行,当磁场减弱,那么飞船就会显形,重回我们这个时空中,结束超光速航行。

1957年,海姆公开发表他的理论,许多物理学家对此并不在意,认为在当时的技术条件下,根本无法制造出如此强力的磁场,后来,当海姆与世长辞后,他的理论也销声匿迹了。

运用空间翘曲来实现星际航行已经成为一些物理学家的研究方向,例如物理学家米给尔阿库别瑞,他提出的阿库别瑞引擎,目前没人知道他的这种效应理论要怎么触发。

阿库别瑞引擎:飞船前方时空被压缩、“折叠”,飞船后方时空无限延展,飞船在被创造出来的曲速泡中,曲速泡在这如同“波浪”一般的时空翘曲中作超光速飞行,像是被“时空涟漪”推着前进。

众所周知,宇宙时空不是平坦的,如果把宇宙空间比作一个巨大的弹力床,那么较大质量的星体就像一个铁球一般被放在弹力床上,自然会出现凹陷的情况,也许,超时空旅行的办法就在未来某个被新发现的物理定律中诞生。


一枚游戏科幻迷


理论上是可以的,我们知道我们的世界是四维的或是超四维的,在爱因斯坦广义相对论中万物之间之所以有万有引力,是因为物体对空间造成了曲率。如同在一张四角拉直的被单(假设被单完全光滑无摩擦力)里先放一个质量较大叫大球,对被单产生一定的扭曲,然后再在大球周围放一个质量较轻的小球,当小球自身携带的能量一定且改变其能量大小的因素几乎只有大球作用时,为了使小球不掉入大球内,所以只能绕着大球做匀速圆周运动运动。这就是月亮绕着地球转,地球绕着太阳转的机制(虽然现代量子论认为引力的存在是因为物质之间存在并相互交换引力子。)而宇宙的空间并不是平坦的,而是存在着曲率(曲率为曲率半径的倒数,曲率越大表示弯曲程度越大),如果把宇宙的整体想象为一张大膜,这张膜的表面是弧形的,整张膜甚至可能是一个封闭的肥皂泡。虽然膜的局部看似平面,但空间曲率还是无处不在。一艘处于太空中的飞船,如果能够利用某种方式把它后面的一部分空间烫平,减小其曲率,那么飞船就会被前方曲率更大的空间拉过去,这就是曲率驱动。

但是理想很美好现实很残酷,飞船的能源问题该如何解决是一个巨大的问题,经计算要将周围一端扭曲的空间磨平至少需要一颗木星质量大小的能量,根据爱因斯坦质能公式E=mc²,要制造出这种飞船别说一个国家,可能整个地球的人力财力都不够。


Nicket


理论上曲速飞行,不受任何速度限制。本质上是改变空间结构,并不是飞船在空间里非。好比飞船本质不动,而是把远处的目的地空间拉过来了。太科幻,可行度基本为零。能量耗费太大。如果是可行,地球早已经可以看到外星访客了


公爵老狼


【个人观点】

严格意义上来说,曲率飞行并不是真的飞行,而是通过改变空间曲率来使飞船在空间位置上进行变化。

对其速度的计算实际上和其移动的距离有关。

如果飞行的距离够远,曲率飞行应该是可以达到光速。


所为何事


极度科幻的一种推进航行方式,建立在拓扑几何等学科基础上,几何学得好的天才青年可以思考五到十年。实在想不通就别费劲了。能与不能都说不好。学过拓扑几何就会知道会有一丝可能性,但可能性不大。

物理不是纯几何,就算几何上行得通,需要生么样的能源能量?有条件吗?几何与物理两个条件缺一不可。


AUTUYG


个人观点瞎几把乱想的:我们处在3维世界,时间并不代表第4维度,我们最常做比较的,空间折叠,把一张纸折叠缩短两个点的距离,瞬间到达。如果把这张纸比做二维的话,我们折叠二维空间可以毫不费力的做到。但是我们要折叠3维空间,可能需要4维及以上的才能做到吧。我们处在三维世界,所以别想折叠时空了。做不到的。