星际旅行通常意味着漫长旅途,但在它协助下瞬间就能实现
人类科技在最近几十年取得了突飞猛进的发展,早在半个多世纪前,人类就踏上了月球,如今人类也开始朝着更远的火星进军。
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不过,在地球上人类引以为豪的速度优势,一旦来到太空就荡然无存了!宇宙实在太大了,即便是光速飞行,在浩瀚宇宙也显得慢如蜗牛。而人类目前的速度与光速相比也相差十万八千里。
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如今飞离地球最远的人造飞行器是旅行者一号,40多年才飞行了227多亿公里,在我们看来如此遥远的距离,也只是到达了奥尔特云而已。而太阳系半径大约为1光年,按照目前的速度,要想飞出太阳系,需要至少一万年时间。
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想要到达距离太阳最近的恒星,比邻星,需要大约7万年时间才可以。
人类平均寿命不足百年,动辄成千上万年的星际旅行,先不说漫长旅途过程中如何解决食物和安全等基本问题,人们短暂的寿命也很难承受如此漫长的旅途!
这就意味着,如果不能从根本上解决速度问题,人类就不可能实现真正意义上的星际旅行。人类至少需要达到亚光速甚至超光速的速度才能实现星际旅行。
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但是,爱因斯坦的狭义相对论早就告诉我们,光速是宇宙速度极限,意味着就意味着人类彻底被光速限制锁死了呢?
并不是。狭义相对论中的光速限制是有前提条件的,这个前提就是:信息的传播速度不能超过光速。这就意味着,大自然并没有关闭所有超光速的大门,仍旧给人类留下某扇“窗”,让我们可以实现“超光速”旅行。
而虫洞理论,正是基于这种思想被提出来的。
同时,虫洞也是爱因斯坦广义相对论中的预测假想概念。广义相对论告诉我们,时空并非一成不变的,而是很有弹性,可以折叠,压缩或者撕裂。
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这就像一张纸,把这张纸折叠起来,然后在中间打一个洞,如此一来,这张纸上两个点的距离就会大大缩短,这就像城市里的地铁一样,让两个地区的距离大大缩短。
而爱因斯坦提出的引力场方程也表明,时空弯曲的程度与能量有直接关系,能量也意味着质量,这表明,要想让时空弯曲得更厉害,就需要有更大的能量或者质量才行。
要想让时空结构足够弯曲,以至于形成虫洞,需要的能量是超乎想象的,人类科技根本达不到这样的水平。
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更重要的是,即便有制造出虫洞所需的能量,仍然是不行的,我们需要让虫洞保持足够长时间的稳定才行,否则人类根本就来不及穿越虫洞,虫洞结构就坍缩了。
而要想让虫洞保持长时间稳定,需要的不仅仅是能量,而是一种奇特的能量:负能量,也可以通俗理解为能量的对立面。
可以这样具体理解负能量的概念。首先我们需要明白“零能量”的概念。通俗来说,零能量可以理解为“真空能”,真空,并不是一无所有,也有最基本的能量,这种能量就是真空能。
为什么真空也有能量呢?
根据量子力学的不确定性原理,虚粒子对会随机在真空中衍生出来,然后会湮灭瞬间消失,这个过程就是量子涨落或者量子起伏,而衍生出来的虚粒子对就是能量。
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理论上讲,只要我们能制造出比真空中量子涨落的能量更小的能量,就会制造出负能量。
科学家们确实通过这种方法制造出了负能量,而且早在70多年前就做到了。过程也并不复杂。
在真空中放置两个非常薄的金属片,让其不断靠近,当金属片之间的距离缩短到一定程度,金属片里面的量子涨落就会变小,相对的,外侧的量子涨落不会改变。
于是外侧更强的量子涨落自然就会拥有更大能量,产生一种推动力,推动两张金属片相互靠近,其实这就是“卡西米尔效应”。
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为什么金属片里面的量子涨落会变小呢?因为金属片之间的距离足够短,量子涨落是以波的形式呈现,当金属片之间的距离小于量子涨落的波长时,部分量子涨落就会被“挤压”出去。
金属片里面的能量其实就是负能量。这种负能量就可以让虫洞保持稳定。
虽然人类可以通过卡西米尔效应制造出负能量,但制造出来的负能量远远不能让虫洞保持足够长时间的稳定。
但是这都不是问题,起码制造出虫洞在理论和科技上是可行的,人们要做的就是不但完善虫洞的理论和科技,而这些只需要用时间去解决。
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两百多年前,谁能想到人类能取得如今的文明科技成就呢?人类科技在最近两百多年,尤其是最近几十年时间里取得了突飞猛进发展,谁都无法想象,在下一个两百年时间里,人类科技会取得怎样的发展!
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