看板 Gossiping作者 jackliao1990 (jack)標題 [新聞] 科幻大未來：科學家認真思考「曲速航行」時間 Fri Sep 27 10:50:51 2019
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1.媒體來源:
※ 中時
2.記者署名:
中時電子報 江飛宇
3.完整新聞標題:
科幻大未來：科學家認真思考「曲速航行」
4.完整新聞內文:
拜愈來愈進步的天文觀測技術次賜，天文學家這些年發現了愈來愈多系外行星，而且有一些可能具備生命存在的條件，不過那些新世界都離我們太遠了，在數光年到數百光年之間，也就是說，即使我們以光速航行，都要花數年到數百的時間才會到達。不過在「星際爭霸戰」(Star
Trek)這樣科幻故事裡，有一種稱為「曲速」(warp)的航行法，只要按下按鈕，這種花哨的驅動系統（其工作原理無法解釋），就會以相將帶領我們在極短的時間航越數百光年的距離，到到另一個完全不同於太陽系的世界。這原本只存在於科幻故事，但是，隨著引力波的發現，科學界開始認真思考曲速航行，是否在概念上可行。
今日宇宙(Universe Today)報導，今年8月19日至22日，在美國印第安納波利斯舉行的美國航太動力研究論壇期間，阿拉巴馬州立大學亨次維爾推進研究中心（PRC）的研究員約瑟夫· 安格紐（Joseph Agnew）發表了一篇名為「曲速理論的技術檢驗，以及可行性」的演講，表示曲速推進的理論其實相對簡單，它不會只是科幻作家的空想而已。
「曲速航行」這個名詞，最早是1966年，科幻影集「星際爭霸戰」首次提出，當然只是科幻作家的架空科技而已，沒有任何理論基礎。然而到了1994年，墨西哥物理學家米蓋爾‧阿庫別瑞(Miguel Alcubierre)提出符合愛因斯坦廣義相對論的曲速航行假設，使得曲速航行有了理論基礎，他的理論被稱為「阿庫別瑞驅動法」(Alcubierre drive )。
阿庫別瑞認為，假如我們能證明宇宙空間是可以拉長以及壓縮的，那麼只要在太空船週邊建立起一個有別於現存宇宙的「扭曲泡泡」(科幻小說稱它為子空間)，然後將前方的空間收縮，並將後方的空間擴展，那麼太空船不需自己移動，就能夠以幾十倍的光速前往遙遠的地方。
從理論上講，「扭曲氣泡」並不是是原本的時空中移動，因此傳統的相對論效應（例如時間膨脹）將不適用。
安格紐在演講時說：「我從小就著迷數學和科學，自然也對科幻小說和科幻理論感興趣。我很喜歡星際爭霸戰的《原初世代》(Star Trek: The Original Series )，以及續作《銀河飛龍》(Star Trek: The Next Generation)，這系列作品預言或啟發了手機、平板電腦和其他便利設施的發明。
我思考劇集中的其他技術，例如光子魚雷(Photon Torpedo)、相位砲(Phaser )和曲速引擎(warp drive)，我偶然發現了阿庫別瑞的原始論文，在消化了一段時間之後，我開始尋求其他關鍵詞和論文，並深入研究了該理論。」
除了安格紐，科學界也有其他阿瑞別瑞理論的支持者，比如美國航太總署詹森中心高級推進物理實驗室(Eagleworks)的哈蘭德「山尼」懷特博士(Harold“ Sonny” White )，他在2011年的星際太空船研討會上，提出了新的計算方法，認為曲速航行的門檻沒有科學想的那麼高，也並不違反愛因斯坦理論。
科學家設想的曲速太空船，艦體前後兩個大環是形成空間泡泡的裝置。(圖/NASA)
最近的科學發現也對曲速理論有了新幫助。2016年，科學界證實了黑洞合併造成的重力波（GWS），這發現既證實了愛因斯坦一個世紀前所做的預測，也證明了曲速航行的基礎存在於自然界。
安格紐說：「在我看來，發現重力波，是科學領域的一次巨大飛躍，因為它通過實驗證明了時空可以在巨大的引力場壓縮與拉伸，並且會如漣漪一般，在整個宇宙中傳播。這是愛因斯坦，但我們現在可以肯定了。」
「在我看來，下一個問題是：我們如何研究它，以及我們如何在在實驗室中產生？顯然，這樣的工作是未來的研究方向。」
安格紐也提到未來研究的挑戰。本質上，曲速引擎所需要的是一種以局部方式，隨意擴展和收縮時空的方式，這些工作圍繞在太空船週邊。我們可以肯定的是，要達成這樣的工作，能量密度很高，可能一種電磁場或質量的變化，才能引起時空彎曲。
要多大的能量，才能造成時空彎曲?有一種說法是「可能需要一整個木星質量的能源才能辦到。」這聽起來很不可能，但是，這個說法其實已經比過往的能源估計值已經有了很大的下降，以前的說法是「需要整個宇宙的能量才行」。
安格紐說，當然，木星質量仍然過大，所以仍然需要其他的重大進展，才能將能源需求降低到更現實的標準。實現這一目標的唯一可預見的方式，是通過量子物理學和超材料的進一步發展。包括更進步的超導體、干涉儀和電磁發生器，我們要先製造出可實驗的人工引力波，以確定扭曲空間的特性，這始終是一個挑戰。
安格紐的結論是：「到目前為止，曲速理論已經發現它是可能的，這已經有自然界的證據。既然在自然界發生，那麼我們就可能做出來。我認為曲速航行就像過往的重大發明，比如核能研究、航空電子設備、太空探索、電動汽車和可重複使用的火箭助推器一樣，這些已經問世的發明，在早期概念時都被認為不可能，但是我們都一步一步的克服困難，然後發明出來。」
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https://www.chinatimes.com/amp/realtimenews/20190926004912-260408
科幻大未來：科學家認真思考「曲速航行」 - 國際 - 中時電子報
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