能夠目睹人類離開地球、前往太空,相比我們的祖先來說,我們已經是有夠幸運的了。
不過我們同樣充滿著遺憾,因為我們這代人幾乎無緣見到人類駕駛飛船進行星際遠航,現階段人類的航天事業可以說還沒有在星際遠航的道路上邁出第一步。我們雖然離開了地球,但依靠的還只是化學動力火箭,而在化學動力這條道路上無論如何發展,都與星際遠航沾不上絲毫關系,如果想要前往遙遠的星辰大海,我們需要一種新的動力來將飛船的速度提高到接近光速。
為什麼一定要接近光速呢?當然是因為宇宙太大了。
我們生活的太陽系,它的半徑就達到了1光年,也就是說即便是以光速飛行,也需要1年的時間才能夠離開,而銀河系的半徑更是在10萬光年以上,也就是說以光速飛行10萬年才剛剛可以離開銀河系而已,而宇宙中的星系數量多達千億以上。 這真是令人絕望,但絕望只是一種毫無意義的精神內耗,所以我們要行動起來,而行動的方向就是盡可能提高自己的速度。那麼宇宙航行的未來方向到底是什麼呢?
早在2003年的時候,NASA的科學家們就提出過一種能夠突破光速的方法,這種方法被稱之為螺旋引擎。
突破光速?這種明顯有悖科學認知的事情竟然是由NASA的科學家們所提出的,這似乎是一件難以想象的事情。別急,還是讓我們來看看螺旋引擎到底是如何工作的。其實螺旋引擎的工作原理并不難以理解,你可以將整個引擎想象成一個盒子,盒子里裝有砝碼,砝碼的一端串在線上,而另一端則安裝一個彈簧。當彈簧開始彈動,砝碼便會向前擺動,此時盒子也會隨同砝碼一起向前擺動。
在擺動的過程中,推力會在一個方向上累加,于是越來越強,飛行器的速度變能夠逐漸接近于光速。
看到這里,這個引擎似乎與「螺旋」并沒有什麼關系啊?是這樣的,根據相對論可知,飛船的速度越快,慣性質量就越大,也就越難以繼續加速,為了解決這一問題就要將引擎由一個盒子改為螺旋狀的結構,在運動中先把粒子加速到中等相對速度,然后再改變它的變化效率,以此來使重量發生變化。當然,螺旋引擎只是一個概念,并沒有真正做出來,而NASA所公布的信息也相對有限,因此我們很難得知更多的細節。
宇宙航行除了螺旋引擎,還有沒有其它方法?有,有一種比螺旋引擎更加強大且神秘的東西,就是曲率引擎。
有質量的物體隨著速度的提升,慣性質量會隨之增加,繼續加速就需要更多的能量,當速度接近光速,質量也會趨近于無窮大,繼續加速則需要無窮大的能量,這就是有質量的物體無法超越光速的根本原因。 但這只是說物體本身的飛行速度,如果我們能夠另辟蹊徑呢?
宇宙自誕生之始便處于不斷膨脹之中,其距離越遠的空間,膨脹速度就越快,在可觀測宇宙的邊緣之外,空間膨脹的速度已經超越了光速。
空間本身的膨脹并不受光速最快的限制,所以我們也可以從這里入手來實現、甚至是超越光速。曲率引擎就是利用某種方式讓飛行器前方的空間收縮,當飛行器飛過收縮的空間之后,再讓身后的空間釋放,于是飛行器就可以在飛行速度不變的情況下快速實現位移。這聽起來是不是有些玄乎?沒錯,相比螺旋引擎而言,曲率引擎要神秘得多,也更像是一種傳說,不過傳說也未必就不能變為現實。