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※ 本文轉寄自 ptt.cc 更新時間: 2019-10-19 04:32:04
看板 Gossiping
作者 jfsu (水精靈)
標題 Re: [新聞] 科學家認真思考「曲速航行」
時間 Mon Sep 30 17:30:59 2019


: 「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。」
: 5.完整新聞連結 (或短網址):
: 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
[圖]
[圖]
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」(w ...

 
: 6.備註:


總結一下,這個問題的起因是來自於如何『超越光速』,有底下的兩種方法:

1.延展空間:簡而言之,就是將我們背後的空間一直延伸直到接觸我們前面的空間。
           你可能根本沒有移動,只是藉著扭曲空間,來抵達遙遠的星系。
           阿庫別瑞引擎(Alcubuerre Drive)就是最好的例子。

2.撕裂空間:首先我們先在一張紙上畫上兩個點,經驗告訴我們,兩點間最短距離就是
           一直線;然而,這未必正確。如果將紙對折,讓這兩個點相交,他們
           之間最短的距離就不是直線囉,而是所謂的蟲洞(Wormhole)。

關於第一點,也就是本篇新聞的內容。阿庫別瑞自己也說過:「關於這個引擎或多或少
都有受到《星艦奇航記》中的曲速引擎所影響,也就是將空間加以扭曲的概念
而且『廣義相對論』正是用來說明了如何扭曲空間的理論,或許可以運用這個概念來
看看曲速引擎是否可行。」

以這種引擎所造出的太空船不是說你隨便按個紐就能飛得比光還快,而且坐在泡泡裡面
你無法和外界溝通,也不可能任意改變方向或加速,你只能按照如火車班固定的
調度班表,在特定的軌道上行駛。換句話說,它需要有個被壓縮的空間(已存在的波)
與被扭曲的時空(已存在的通道)。

ps.然而,在泡泡外頭,時空發生了嚴重的扭曲。但在裡頭,時間流動卻是正常的。


阿庫別瑞先設想當速度快過於光速時,時空會是個啥樣子,接著再計算需要多大的能量
才能製造出這一個時空。當他推導出他的方程式時,他發現,代誌不是戇人想的那麼
簡單。這種引擎的燃料需要一種叫做『負物質』或是『負能量』,一般的『正能量』
是行不通der。


ps.由於在過去推動太空船的都是用正能量,但不管多大,總是無法超越光速。
   於是科學家就反過來想,用負能量是否可行?

在上個世紀中,有一位科學家叫做「卡西米爾」(Hendrik Casimir),他根據量子定律
提出一個預測:「兩個不帶電的金屬板平行放置時,它會很神奇地相互吸引。因為在
這個平行金屬板之間的空間裡頭充滿了不斷生滅的虛擬粒子(Virtual Particles)。
這團粒子雲會在此真空環境中創造出某個淨壓力。當兩片金屬板距離夠遠又處於靜止
狀態時,其間的能量為零;一但距離夠近時,我們可以從中抽取負能量。」


ps.洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)對卡西米爾效應進行
   量測。結果發現,這股吸引力相當於一隻螞蟻體重的30,000分之一

那「負物質」呢?它跟「反物質」可不同哩。後者確實存在,擁有正能量,只不過
電荷為負;前者還沒有人證明它確實存在!要是真的有,它一定很輕,搞不好還浮起來
,所以不太可能存在於地球上,我們只能往宇宙深處去找,透過愛因斯坦透鏡
(Einstein Lense)這樣的天文現像來尋找它。


有人說,科學家因為一部電視影集的刺激而找出愛因斯坦方程式的解答,這可是歷史
上的頭一遭!另一方面,也有人批評這種曲速引擎要是做了出來,搞不好比你媽
騎腳踏車還慢也有可能。不管如何,阿庫別瑞有用白紙黑字寫下來,不只是說說而已。

ps.大家可以去搜尋一下這篇:
《The warp drive: hyper-fast travel within general relativity》
 Miguel Alcubierre


另外,關於第二點,要如何創造出讓太空人穿越的蟲洞?如文中所述,需要的能量相當於
一顆巨大的恆星的質量或是黑洞的正物質與反物質。

「經計算,要打開一公尺的蟲洞,需要負一木星的質量!藉由負質量/負能量的排斥力
讓蟲洞打開夠久的時間,好讓太空人穿過!」一位華盛頓大學物理學家估計道。

這還不算考慮穿過蟲洞的影響!

ps.若要在時空結構上撕出一個小裂痕,約要10^20億電子伏特。瑞士大型強子對撞機
   所能產生的能量也只不過是這個數字的一千兆分之一。


或許有人會問,以目前地球的黑科技做出曲速引擎或是弄個蟲洞是有多難?

Well,我想,昨天的遊行群眾會告訴你:「這絕對比要港府落實五大訴求還簡單!


參考書籍:
1.電影中不可能的物理學
2.物理之書
3.二十世紀最偉大的科學實驗

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對流血一週仍然不死的生物千萬不能大意……。


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qazsedcft: 嗯嗯和我想的一樣95F 111.251.151.137 台灣 09/30 19:00
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dixieland999: 空間會比想辦法提高太空船速度還來98F 118.160.100.1 台灣 09/30 19:00
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dixieland999: 就像看到一個正妹,覺得要他當你
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dixieland999: 女朋友太難,那不如叫他幫妳生孩子102F 118.160.100.1 台灣 09/30 19:02
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kan8634: 推104F 101.12.27.43 台灣 09/30 19:06
licklabium: 推。另外那個J大是不是搞錯了什麼?105F 114.24.115.74 台灣 09/30 19:09
WiNtErPoWeR: 推106F 37.191.214.94 挪威 09/30 19:10
LordOfCS: 推107F 49.216.49.244 台灣 09/30 19:10
StuLeo: 我週一有很多負能量108F 180.217.203.100 台灣 09/30 19:10
mynewid: 延展空間的部分可以多講一點嗎?很難想像109F 36.229.192.95 台灣 09/30 19:10

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1樓 時間: 2019-10-01 02:34:11 (台灣)
     (編輯過) TW
https://www.youtube.com/watch?v=VppjX4to9s4
Squadron 42 Cinematic Teaser - YouTube Join the brave men and women of the 2nd Fleet as they stand strong against the greatest threats the UEE has ever faced. Will you answer the call? -----------...
2樓 時間: 2019-10-01 02:50:37 (台灣)
  10-01 02:50 TW
簡單說就是假說空間可以能量化 撕裂空間就縮短距離了 重點還是沒辦法把能源研究出來 甚至對空間是如何膨脹的都沒研究出來 一步登天想蟲洞還是早點睡
3樓 時間: 2019-10-01 03:48:02 (台灣)
+1 10-01 03:48 TW
哈哈哈哈靠北啦根本看不懂
4樓 時間: 2019-10-01 09:14:18 (台灣)
  10-01 09:14 TW
···
應該是先研究如果把自己固定在空間比較實際
好像一堆人跟本忘了自己現在正在快速的被太陽系的力量拉扯 而太陽正快速的繞著銀河系中間旋轉 如果你可以把自己漸漸擺脫引力固定在空間原處的話 你將可以省下擺脫引力的部份 你可以看到地球和太陽正快速的離你遠去
5樓 時間: 2019-10-02 07:53:05 (台灣)
  10-02 07:53 TW
看不懂,看看影集就好了.....像startrek最新的黑科技,孢子引擎...星艦轉一轉,瞬間出現在任何地方....
6樓 時間: 2019-10-02 14:27:36 (台灣)
  10-02 14:27 TW
地心引力抓不住...
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