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	主题: 颠覆物理经典理论美宇航局测试曲速引擎从地球到月球只需4小时

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颠覆物理经典理论美宇航局测试曲速引擎从地球到月球只需4小时

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颠覆物理经典理论美宇航局测试曲速引擎从地球到月球只需4小时 -- lemon25 - (1179 Byte) 2015-5-03 周日, 上午11:06 (523 reads)

lemon25
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加入时间: 2008/08/03
文章: 2974

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标题: 曲速引擎 (283 reads) 时间: 2015-5-03 周日, 上午11:09

作者：lemon25 在驴鸣镇发贴, 来自 http://www.hjclub.org

曲速(Warp)与曲速引擎(Warp drive)有两重涵义，皆关于超光速航行。原先出现在科幻领域中的星际迷航(Star Trek)之中，后来也涉及到理论物理的一种时空模型。在科幻影片星际迷航(Star Trek)的虚拟宇宙中，曲速引擎是一种超光速(faster-than- light, FTL)的推进装置。超空间引擎(Hyperdrive)与跳跃引擎(jump drive)是科幻中超光速航行会运用到的其他办法。

推导主题

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运用空间弯曲(space warp）作为推进工具已成为一些物理学家(例如米给尔·阿库别瑞）的理论推导主题（参见阿库别瑞引擎），然而目前尚未有坚实的技术方法被提出，也不知道阿库别瑞所提的效应理论上要怎么引发。

2

航行速度

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曲速航行的速率通常以曲速层级（warp factor）代之。一般认为曲速1级是真空光速（c）；更高的层级下，速率呈指数增加。原始电视系列剧的数个剧集曾设定了企业号冒著危险以高曲速层级航行，一度高到曲速14.6级（"That Which Survives")。然而，任一曲速层级的实际速度从未在萤幕上显明地被陈述，以作为经典纪录。更甚者，各电视系列剧中航行时间与星际距离在陈述上，从未严格地保持一贯性（甚至是相当松散的）。

在了解这是个问题后，

理论中的的曲速航行原理图
理论中的的曲速航行原理图
《银河飞龙技术手册》的创造者决定曲速10级应作为最大值。后台的星际奇旅术语建议将曲速尺标重新调整，将旧曲速6级变为新曲速5级，而曲速10级为无限大速度而无法达到。制作人指示船只可以任意接近曲速10级，但就是无法到达刚好曲速10级。如此则贵族与旅人等生命体则能以相当快的速度航行，又可以回避限制。举例而言，据估计，旅人将企业号推进到曲速9.999996级的速度。而第四代电视系列剧《重返地球》中的剧集"Threshold"附议了这项设定，其中角色提到曲速10级的速度是不可能达到的，因为那是无限大的速度——但不管如何，随后他们却达到了，伴随了快速地（反向）演化成两栖类的蝾螈的副作用。（虽然是许多影迷、制作人员，甚至该集的编剧与制作人Brannon Braga都普遍忽略的事件。）

3

时间展长

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以曲速航行的船舰不会感受到任何形式的时间展长；毕竟总体来说，曲速船舰与宇宙间没有资讯交换。若船舰是采用冲量引擎，速度则为次光速（亚光速），会感受到时间展长，因为冲量式驱动的船只，仍处在正常时空连续体中。也因为这样，多数船只会将冲量速度限制在大约四分之一光速。

4

超曲速

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超曲速（transwarp）被多次使用，指的是曲速引擎的高阶形式，常为博格人所使用；但也是一项不成功的星际舰队开发计划的课题，出现在电影《石破天惊》中。如同欲进入曲速而不会用上无限多的能量，是要在星舰的周遭产生曲速场来突破光速障（在我们的宇宙中是个理论上不可能的事件）；相似地，也需要超曲速场来达到非常高的超光速速率（使得船舰能在很短时间内横越银河等级的距离。）

5

虚拟宇宙

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星际奇旅中多个星球都有自己开发出曲速的发展历史；在地球，曲速是由季弗兰‧寇克瑞恩(Zefram Cochrane）所开发。在电影《星际迷航8：第一次接触》里提到的发明年代是：第三次世界大战终战后10年的2063年；但在原始影集《星际争霸战》里则暗示曲速科技更早些年就已经被使用，虽然证据不明。小说星际奇旅之栟际联邦（Star Trek: Federation)则提到2061年寇克瑞恩发明曲速引擎。

其它文明，比如瓦肯人（Vulcan）或安多利亚人则比地球更早发明曲速引擎，在地球始接触外星文明的前期（例如：22世纪），这些行星的曲速科技也远超前于地球所能达到的地步，例如最高可达速度与最高巡航速度。在星际奇旅试映剧集 "The Cage"里，曲速被称为「时间翘曲」（time warp）。这集里反应了时间障（time barrier）已被打破，但既然这些对话是　一群船只失事的星际旅行者报告的新信息，则不可能是指光速障的打破。（试映剧集描绘了一堆事情是与后来影集不相符的。）

6

星际联邦

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实验中的联邦星舰精进号（NCC-2000) 在史戴尔斯（Stiles）舰长的领导下，成为联邦对于超曲速技术的实验船舰。虽焠在《石破天惊》的大屏幕上并未解释，一般认为超曲速是传统曲速引擎的快速版本。精进号首次操作测试会失败，是因为史考提的暗中破坏，因此才能阻止精进号追预企业号。在电影迈入未来的事件中，精进号（在苏鲁舰长的领导下）已经改装上标准曲速引擎，因此被认为超曲速测试是以失败告。在2374年，联邦星舰不屈号的船员被派任一项任务，前往研究联颏领域中的稀有子空间压缩现象。原先希望对于这个异常现象的进一步研究，能够引领创造出可用超曲速引擎。不幸地这项任务被珍哈达的攻击所打断，然而船舰由婕琪·戴克斯、麦尔斯·欧布莱恩、朱利安·巴希尔与武夫成功夺回。

7

由来

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德国一位不怎么知名的物理学家海姆早在20世纪50年代就开始探索“超时空动力”的概念，他提出：“曲速航行”就是利用时空扭曲和时空跳跃实现超光速飞行。他认为强力磁场就可以制造引力场，以高速推动宇宙飞船。如果磁场足够强大，宇宙飞船就可以进入一个比我们所在的时空更高的二度次空间，以超光速航行。当磁场一消失，宇宙飞船就会重返现在的时空。

海姆用“二度次空间”学说补充爱因斯坦四维时空说，因此，宇宙就变成了六维时空。在海姆看来，万有引力和电磁力可以互相转化，因此旋转磁场将削弱地球引力，从而使得飞船能够离开地面。

1957年当海姆公开发表自己的理论时，也曾轰动一时。但当时很多物理学家都表示难以接受，因为他们认为在当时的物质技术条件下，很难制造出那么巨大的磁场。直到2001年海姆辞世，他的理论也随之消声灭迹。

奇怪的是半个多世纪过去了，到2005年德国萨尔茨吉特应用科学大学的物理学家豪泽与同事德勒舍尔共同撰写了一篇，以海姆理论为基础的实验论文，探究“超时空发动机”制作的可行性。意想不到的是：突然被美国航空航天学会授予2005年度“核能和未来航空”项目大奖。与此同时美国空军对能够超越光速的“超时空发动机”表现出了极大兴趣，并派代表与豪泽见了面。见面时豪泽强调计划还处于相当初步阶段，若证明理论可行，5年后便可建造测试模型飞船。

因此，美国航空航天学会颁发的这个论文大奖在全球物理学界引起了不小的震动，这一举动等于认可了海姆理论的部分学说。接着美国能源部圣迪亚国家实验室的太空动力研究员罗格·雷纳德公开宣布：他们目前拥有一部X光发生器——Z机器——可以提供实验所需要的磁场。他说：“即使实验证明结论是错误的，在我看来，这也是个成功的实验。”

8

研发进展

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2014年6月，美国太空总署(NASA)机械工程师、物理学家怀特(Harold White)正在研究开发可作星际旅行的宇宙飞船“IXS企业号”。他近日和3D艺术家拉德梅克合作，制作出宇宙飞船的概念图，一旦飞船面世，只需两周便可到达距离太阳4光年远的地方。[1]

根据阿库别瑞引擎(亦称曲速引擎)理论，物体能作出超越光速的移动，同时不违反著名物理学家爱因斯坦相对论。理论上，宇宙飞船装上曲速引擎后，能创造出一种曲速气泡，令空间扭曲，从而作出跨星际旅行。由于移动由曲速气泡带动，身处其中的宇宙飞船实际上并无作出超越光速的移动，故不违反相对论。

概念图中，宇宙飞船位处两个巨型环之中，该两个巨型环则是负责制做出曲速气泡。一旦曲速宇宙飞船真正面世，只须两周便能到达距离太阳最近的恒星系南门二。南门二距离太阳约4.37光年远。

计划先在地球进行实验，以证实阿库别瑞引擎理论。一旦理论被证实后，即着手制造曲速引擎，再试行往月球及火星，最终达至星际旅行的目标。[1]

参考资料
1．美科学家拟研发曲速引擎飞船:2周可走数光年

作者：lemon25 在驴鸣镇发贴, 来自 http://www.hjclub.org
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长风浩荡可扬帆傲游美加

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