宇宙迷最最愛問到的幾個問題

科技 08-26

宇宙迷最最愛問到的幾個問題

在這裡，我們將伴隨大家一起探索宇宙深處的奧秘。

宇宙起源，黑洞，蟲洞，多維空間，相對論，量子力學，地外文明，迷失古迹，不解之謎，科技前沿。

從宏觀到微觀，從科技到科幻，我們一一為您呈現！

歡迎廣大宇宙愛好者持續關注我們微信平台

四、在超光速的情況下，是否可以穿越？

相對論告訴我們，任何物體的速度和信息的傳遞都不能超過光速。這個已經被無數次驗證。現在有兩個推論：

第一，宇宙奇點大爆炸的瞬間，規則已經被制定，光速限制已經牢不可破。

第二，宇宙早期由於是十維，光速曾經無限快。後來維度被衰減，光速的c值也迅速下降，直至三維時空的接近30萬千米的秒速。

綜上，由於時間是回復高熵的做功，所以速度即使再快，哪怕超出光速，也不能穿越時間。因為時間只是一個做功的方向而已。最多你時間停滯，無法穿越。

當然，這個是個假設，因為超光速本身就是不可能達到的。

有一個著名的問題，人坐在一列光速運行的火車裡，如果站起來往前方走，那是不是就算超光速了？

我回答：

第一，任何物體達到光速，都必須轉變為非物質態，即光波能態。所以，永遠不可能有光速運行的列車。

第二，假設突破物理規則，硬是假設人不死〔比上帝厲害一億倍〕，列車也是光速，那麼，如果換成你在那列火車上，你會發現自己怎麼也邁不動這條腿。

因為邁動這條腿需要無窮大的能量，這份能量足以引發新一輪的奇點大爆炸。

五、地球文明會不會被外星文明侵略？

由於光速限制，外星文明和地球人接觸的概率很小。在宇宙中，生命的存在是個稀罕事，那些所謂的大概率都是無根據的幻想。而具有高級文明的更是罕見中的罕見。總之，高級文明很稀少。那麼，假設高級文明真的存在，而且再假設它們就在我們身邊〔十光年之內〕，地球會遭遇入侵嗎?

我的回答是：

1，如果它們的科技高到我們無法仰視的超級程度，則入侵不會發生，或者概率很小，15％以下。

2，如果它們的科技比我們高3--4個科技世代〔現代美國和非洲土著〕，則入侵的概率為50％。

3，如果它們的科技稍高我們，則入侵概率為90％。

科技文明發展程度越高，則入侵的概率越小。

以上為碳基文明。

硅基文明入侵的概率要高於碳基文明。

六、如何實現星際旅行？

我們現在已經知道：宇宙的空間並不是平坦的，而是存在著曲率（曲率為半徑的倒數，曲率越大半徑越小），如果把宇宙的整體想像為一張大膜，這張膜的表面是弧形的，整張膜甚至可能是一個封閉的肥皂泡。

雖然膜的局部看似平面，但空間曲率還是無處不在。一艘處於太空中的飛船，如果能夠利用某種方式把它後面的一部分空間燙平，減小其曲率，那麼飛船就會被前方曲率更大的空間拉過去，這就是曲率驅動。

1994年，墨西哥物理學家明戈·阿爾庫貝利（Miguel Alcubierre）首次提出了現實生活中曲率驅動的概念。

他所設計的最早期的曲率驅動概念包括一個足球形狀的飛船，其周圍是一圈大型的環狀結構。

這一環狀結構設想是用某種奇異的物質建造的，它可以讓時空在圍繞飛船的四周發生彎曲，從而在其面前形成一個縮小版的空間，以及在其後方膨脹了的空間。與此同時，飛船本身將停留在由平滑時空組成的「氣泡」內，這裡的時空曲率不受影響。然而後續進行的計算顯示這樣一種裝置將需要無法達到的極高能量才能實現。

2012年，物理學家哈羅德·懷特將圍繞飛船的那個環狀結構從原先設計中的扁平狀改為甜甜圈那樣的「圓筒形」，計算的結果顯示這樣一個裝置的驅動所需能量，僅相當於美國宇航局在1977年發射的旅行者號探測器那樣的質量按照質能方程轉化得到的能量值。

另外，懷特還發現如果空間彎曲的強度可以隨時間發生起伏變化，那麼實現這一裝置所需的能量將進一步減少。懷特和他的同事們在實驗室里實驗了他們的小型曲率驅動裝置，並在約翰遜空間飛行中心建立了一套被稱作「懷特-朱迪曲率場干涉儀」的裝置。

簡單地說基本就是使用一束激光來出發時空在微觀尺度上的扭曲。這一想法將有希望讓這種科幻產物成為真正的現實。

原理

這個宇宙的空間並不是平坦的，而是存在著曲率,如果把宇宙的整體想像為一張大膜，這張膜的表面是弧形的，整張膜甚至可能是一個封閉的肥皂泡，雖然膜的局部看似平面，但空間曲率還是無處不在。

早在公元世紀，曾出現過許多極富野心的宇宙航行設想，其中之一就是空間摺疊、設想把大範圍空間的曲率無限增大，像一張紙一樣對摺，把"紙面"上相距千萬光年的遙遠的兩點貼在一起。這個方案嚴格來說不應稱為宇宙航行，而應該叫做"宇宙拖曳"，因為它實質上並不是航行到目的地，而是通過改變空間曲率把目的地拖過來。

這種氣吞宇宙的事只有上帝才做得出來，如果加上基礎理論的限制，對於用空間曲率航行又出現了一個溫和的設想，一艘處於太空的飛船如果能用某方式把它後面的一部分空間「熨平」，減小這部分空間的曲率，那麼飛船就會被前方曲率較大的空間拉過去，這就是曲率驅動。

物理學家稱曲率驅動或可實現10倍光速飛行

據國外媒體報道，藉助曲率驅動實現超光速的飛行，這是一種由於科幻電影《星際迷航》而變得流行一時的概念。現在，科學家們認為這一技術可能並非如原先想像的那麼難以實現。

所謂曲率驅動的概念就是指通過對時空本身的改造來驅動飛船，利用物理學定律中的漏洞來打破光速不可超越的限制。

現在，物理學家們表示，原先的曲率驅動模式可以進行改造，從而讓它可以用比原先計算少得多的能量條件下實現運行，這一想法將有希望讓這種科幻產物成為真正的現實。

時空的扭曲

阿爾庫貝利設計的最早期的曲率驅動概念包括一個足球形狀的飛船，其周圍是一圈大型的環狀結構。這一環狀結構設想是用某種奇異的物質建造的，它可以讓時空在圍繞飛船的四周發生彎曲，從而在其面前形成一個縮小版的空間，以及在其後方膨脹了的空間。與此同時，飛船本身將停留在由平滑時空組成的「氣泡」內，這裡的時空曲率不受影響。

理查德·奧伯塞(Richard Obousy)是伊卡魯斯星際航行協會(Icarus

Interstellar)的主席，這是一個由科學家和工程師們組成的非盈利協會，致力於實現星際航行。他說：「宇宙中的一切都受到光速極限的限制。但是真正酷的東西是時空，也就是空間的網格，它並不受光速極限的限制。」這樣一來，飛船理論上便可以實現以10倍光速飛行，而不會打破宇宙光速極限的限制。

然而科學家們立即發現了問題，那就是，他們發現要想實現這種曲率驅動飛行將需要耗費極大的能量，其能量需求幾乎相當於將整個木星質量按照愛因斯坦質能方程全部轉化之後所得到的能量。

但是最近，哈羅德·懷特開始考慮，如果將圍繞飛船的那個環狀結構從原先設計中的扁平狀改為甜甜圈那樣的「圓筒形」，會發生什麼情況？計算的結果顯示這樣一個裝置的驅動所需能量僅相當於美國宇航局在1977年發射的旅行者飛船那樣的質量按照質能方程轉化得到的能量值。另外，懷特還發現如果空間彎曲的強度可以隨時間發生起伏變化，那麼實現這一裝置所需的能能將進一步減少。懷特告訴美國太空網表示：「我今天所介紹的這一發現將這一概念從虛幻變為可行，它值得進行進一步的投資。」他說：「藉助氣泡強度的震蕩起伏實現所需能量的減少將會是一項有趣的預測，我們很期待能在實驗室中觀察到它。」

實驗室測試

懷特和他的同事們現在已經開始在實驗室里實驗他們的小型曲率驅動裝置了。他們在約翰遜空間飛行中心建立了一套被稱作「懷特-朱迪曲率場干涉儀」的裝置。簡單地說基本就是使用一束激光來出發時空在微觀尺度上的扭曲。

懷特表示：「我們想看看能否在桌面實驗中實現一個非常微小的成功案例，那就是在1000萬分之一的尺度上形成一個極微小的時空擾動。」當將他的實驗和真正意義上的曲率驅動相比時，懷特將自己的實驗評價為「粗陋不堪」，但是他仍然認為這代表邁出了令人興奮的第一步。

其他科學家對此也持有開放性的態度，他們表示，如果人類真的想認真考慮星際航行的可能性，那麼就必須考慮哪怕現在看起來是最離奇的想法，比如曲率驅動。奧伯塞表示：「如果人類真的想最終變為星際文明，那麼我們就必須適當地讓我們的思維跳出框框，我們必須大膽一些。」

1.點擊文章標題下藍色字「宇宙解碼」進行快捷關注

2.點擊屏幕右上角----查看公眾號----關注

3.搜索公眾號【宇宙解碼】或【ts-yzjm】（探索-宇宙解碼的意思）添加關

請您繼續閱讀更多來自 宇宙解碼 的精彩文章: