自古以来,人类就对浩渺的宇宙充满了探索的欲望,渴望揭示未知的奥秘。
特别是近几十年,随着科学界对太空研究的不断深入,人们对地球以外的世界愈发心驰神往。
然而,宇宙的宽广无比令人类和地球显得如此微不足道。
那么,宇宙的边际究竟何在?
据测算,可观察宇宙的直径达到了930亿光年,意味着即使以光的速度巡航,触及这个可观测宇宙的边界也需要930亿年的时间,还不包括宇宙不断膨胀的事实。
哪怕是想逃离太阳系的束缚,对现今的人类来说也是极不可行的,太阳系的直径大约1光年,光需要一年才能穿越。
旅行者一号作为迄今为止最远离地球的人造探测器,经过40多年的飞行,仅航行了大约220亿公里,若要飞越太阳系,至少还需一万年。
由此看来,考虑到人类生命的短暂,若想在未来开展跨星际旅行,光速甚至超光速旅行是必不可少的条件。
根据爱因斯坦的狭义相对论,光速似乎是宇宙速度的极限,难道我们真的被光速所“禁锢”了吗?
答案并非如此。
狭义相对论中的速度限制,仅针对携带信息和能量的物体,并未将超光速完全排除在外。
而爱因斯坦的广义相对论为我们提供了超光速旅行的可能。广义相对论指出,我们生活的四维时空并非固定不变,它可以弯曲、压缩甚至撕裂。利用时空的这种可塑性,就有可能实现所谓的“超光速”旅行,甚至远超光速。
例如,曲速引擎技术,尽管目前仍多停留于理论层面,但并未违反自然法则。
那么,曲速引擎究竟是什么?
简而言之,就是在时空中形成一个“时空泡”,飞船在泡中保持静止,而时空泡以超光速行进,带动飞船快速前进。这好比一艘帆船在波涛汹涌的海面上,帆船本身未动,是海浪推动它前行。
时空的超光速移动并没有违背狭义相对论,因为它并没有携带任何信息,正如宇宙的膨胀一样,这种超光速并未传递信息,符合自然法则。
时空泡是如何实现超光速的呢?原理是通过操控飞船四周的时空,压缩前方的时空,扩张后方的时空,进而带动时空泡以超光速前行。
曲速引擎的等级不同,所需的能量也呈指数上升。
如9.9999级曲速引擎,速度可接近光速的20万倍。若能达到这一速度,遨游整个宇宙将不再是梦想。
而最大的难题还是在于能量,操控时空需要极大的能量投入,同时还需负能量的参与(这里所指的负能量并非日常所说的负面能量,而是与正能量相对的能量形式)。
正因如此,有科学家认为曲速引擎不太现实,因为人类难以获取如此巨大的能量,即便有了能量来源,如何安全操控也是一个巨大的挑战。然而,只要不违背自然法则,那么剩下的问题便是技术进步和时间的推移。
除了曲速引擎,还有令人憧憬的星际旅行方式——“虫洞”,即实现空间跳跃,直接穿越至时空中的其他点。在虫洞面前,曲速引擎似乎变得微不足道。
无论是虫洞还是曲速引擎,其概念皆建立在广义相对论之上。而广义相对论中,爱因斯坦曾预言了黑洞、引力波等现象,这些最终都被科学界所证实。
也许在未来的某一天,曲速引擎和虫洞能成为现实,人类将开启星际旅行新篇章,迈向宇宙高级文明的行列。