如果曲速驱动是不可能的,也许超光速通信仍然摆在桌面上?

2023-11-29 10:05:12 字數 1210 閱讀 6953

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我相信《今日宇宙》的许多读者和我一样,都是科幻**类型的粉丝。从《星球大战》的光剑到《黑衣人》的神经分析仪,科幻**中有很多疯狂的发明,一旦科幻作家梦想成真,科学家和工程师就会尝试创造它。也许科幻**创作的圣杯是《星际迷航》中的曲速驱动器,公平地说,许多人都试图弄清楚是否有可能以超过光速的速度旅行。到目前为止,唉,无济于事,但如果曲速驱动器躲避了我们,那么超光速通信呢?

让我们从曲速驱动器开始。这个概念是一种驱动器,可以以超过光速的速度推动航天器。根据《星际迷航》的作者的说法,速度是用曲速因子来描述的,其中它们通过乘以曲速因子本身的三次函数转换为光速的倍数。明白了。别担心,这对本文并不重要。从本质上讲,“曲速 1”相当于光速,“曲速 2”是光速的 8 倍,“曲速 3”是光速的 27 倍,如此循环往复。这就是问题所在;实现超光速旅行。

为了理解这一点,已经进行了许多实验;值得注意的是,麻省理工学院的比尔·贝尔托齐(bill bertozzi)加速了电子,并观察到它们变得越来越重,直到它们无法再加速。一旦达到光速,就需要无限的能量来进一步加速物体。他达到的最大速度是光速。在其他实验中,同步原子钟被带上客机,发现在相对于地球上的参考时钟高速行驶后,时间运行得更慢。结果是,你走得越快,时间流逝得越慢,以光速,时间停止了。如果时间停止了,速度也会停止。这很棘手。

撇开超光速旅行的科学不谈,许多潜在的曲速驱动设计已经浮出水面,比如 1994 年提出的 alcubierre 驱动。然而,提供超光速旅行的共同因素是所谓的负能量,需要大量的负能量。量子力学的研究表明,即使是空的空间也有能量,任何能量小于空的空间都有“负能量”。问题(在许多问题中)是没有人知道如何获得大量的负能量来为曲速驱动器提供动力。

曲速驱动器似乎还有一段时间,但超光速通信能奏效吗?加速航天器等宏观物体需要大量的负能量,但正如最近的一篇**所解释的那样,通信在更小的规模上运行,需要的能量更少——事实上,比闪电中包含的能量要少得多。也许更诱人的是,我们可能只能使用今天的技术创造少量的负能量。

实现此目的的方法之一是确保负能量的正确配置和分配到通道通信。这篇发表在arxiv预印本服务器上的**提出了一种在所谓的超管中负能量的管状分布,以实现超光速通信的曲速气泡的加速和减速。实现远距离通信的这一点将需要设计和制造特殊的设备,但正如该**的作者lorenzo pieri总结的那样,“考虑制造能够进行超光速计算的微芯片是很诱人的。

更多信息:lorenzo pieri,超波:广义相对论中的超快速通信,arxiv (2023)。doi: 10.48550/arxiv.2311.12069

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