曲率驱动是什么意思曲率驱动( 三 )

我们知道有质量的物质会扭曲时空，宏观上表现为引力。因此如果想让空间带着飞船走，务必要逆转这个过程，进而需要一种拥有负质量的"奇异物质" ，宏观表现为"斥力" 。
曲率引擎的假想机制暗示了负的能量密度，因此需要奇异物质才能使用。所以如果正确性质的奇异物质并不存在，则曲率引擎就不能被建造出来。好消息是有实验证明这种物质确实存在。
负能量
负能量是带有负压强的，而且被实验观测证实。更有意思的是，通过对宇宙的观测发现，在整个宇宙的尺度内，只有这些负压强的能量才能产生"万有斥力"的现象。
1948年，荷兰物理学家亨利克·卡西米尔通过量子理论预言了一种负能量。想象一下，把两块中性金属片放在真空中，彼此平行，然后慢慢靠近。常识告诉我们，因为是电中性，又没有气压存在，两块板之间不会存在什么相互作用力，但事实上，当它们靠近微米级的距离后，会出现吸引力。
1958年，物理学家斯派纳在实验室率先观察到了这种力，证实了卡西米尔的预言。1996年物理学家们更测出了其精准数值。在真空中，如果两块金属板的面积为1平方厘米，相距1微米，那它们之间的卡西米尔力约为10^-7N ，大约等于一个直径半毫米的水珠所受重力。在亚微米尺度上，该效应导致的吸引力成为中性导体之间主要作用力。事实上在10纳米间隙上（大概是一个原子尺度的100倍），卡西米尔效应能产生1个大气压的压力。
卡西米尔最早对这种力的预言，其实是为了证明"真空不空" 。这意味着在微观世界中，真空是一片沸腾的量子海洋，各种虚粒子对不断产生又不断湮灭，不断产生正负能量，又湮灭归零。负物质仍在搜索阶段，但卡西米尔效应证明负能量的确是存在的。
曲率飞船
阿尔库贝利设计的最早期的曲率驱动概念包括一个足球形状的飞船，其周围是一圈大型的环状结构。这一环状结构设想是用某种奇异的物质建造的，它可以让时空在围绕飞船的四周发生弯曲。
对此，科学家们很快发现，想实现这种曲率驱动飞行将需要耗费极大的能量。为方便理解，要知道地球的质量所造就的时空扭曲仅提供了9.8m/s2的加速度，你可以想象接近甚至超越光速所需的时空弯曲，会需要耗费怎样的能量。据估计，其能量需求几乎相当于将整个木星质量按照爱因斯坦质能方程全部转化之后所得到的能量。这等于是说曲率驱动是人类遥不可及的幻想。
即便如此，研究依旧在继续。美国科学家哈罗德·怀特开始考虑，将围绕飞船的那个环状结构从原先的扁平状改为甜甜圈那样的"环形" ，计算的结果显示这样一个装置的驱动所需能量仅相当于美国宇航局在1977年发射的旅行者飞船那样的质量按照质能方程转化得到的能量值。另外，怀特还发现如果空间弯曲的强度可以随时间起伏变化，那么实现这一装置所需的能量将进一步减少。
【曲率驱动是什么意思曲率驱动】 不过现在还没有实验证明曲率驱动的可行性，一切还停留在理论阶段。人类被困在光速的囚笼里，仅仅离开太阳系也要飞近1光年远，我们永远也无法依靠牛顿到达系外星系。如果人类真的想升级为星际文明，总要考虑这些看起来不可能的疯狂的想法。

曲率驱动是什么意思 曲率驱动( 三 )

秒懂生活扩展阅读

曲率驱动是什么意思曲率驱动( 三 )