10倍光速飞行的曲速引擎IXS企业号

fengzhi2008

曲速引擎是一种假想中的超光速推进系统，乘坐装载有曲速引擎的飞船进行星际旅行只需要以月计算。从艺术家Mark Rademaker设计的这一系列概念太空飞船图片中，我们看到了艺术家心中对曲速引擎飞船的想象和诠释。看上去虽然有点科幻电影的味道，也不像短期内能够造出来的样子，但是，这架IXS企业号是遵循理论设计而成的。

在太空时代，星际旅行一直是最让人丧气的话题。从1977年发射到至今，旅行者1号太空飞船也只飞过了116个天文单位。要到达最接近太阳系的恒星比邻星(Proxima Centauri)需要穿越4.3光年，以旅行者1号的飞行速度需要75000年。

科幻小说中，太空船总是配备诸如曲速引擎、超光速引擎、无限不可能引擎等超级推动装置。现代物理学认为，光速不可能被超越，而前面提到的这些都是纯扯淡。这是因为，超光速和超音速完全不是一回事——只要配备足够强大的引擎就可以突破音障，但是光速是不可能被突破的。理论归理论，有一些科学家还是认为可以通过某些方法绕过铁皮飞船的理论极限。

在Miguel Alcubierre1994年发表的作品中，他认为虽然光速的极限是每秒30万公里，但是宇宙时空本身理论上是没有速度极限的。确实，有许多科学家认为，在大爆炸发生的前几秒内，宇宙扩张的速度可以达到光速的300亿倍。

Alcubierre设计的曲速引擎原理是在飞船局部制造并喷射“反能量泡”。Alcubierre解释说，如果能够制造出包围飞船的高密度反能量，并且朝正确方向喷射，宇宙飞船前方的空间会被压缩，而后方的空间则会扩张。如此飞船可以在0引力条件下进行多倍超光速航行，宇航员也不会被甩飞至飞船尾部，在夸张的加速度下变成隔板上的一块油斑。
不过令人惋惜的是，根据元数学推论，要实现上面提到的这种超光速飞行，至少要木星那么大的反能量环才可以，而且推动这样一台强大的超空间引擎需要巨大的能量，除非把木星全部转化为纯能量。更不实际的是，高密度的反能量本身就违背了许多物理学理论极限，制造反能量所需要的物质本身就不太可能存在，很大程度上只是人们假想的物质。

NASA强森太空中心的Harold "Sonny" White博士表示星际旅行还是乐观的，他认为星际旅行的可能性远没有之前认为的渺茫。通过研究方程式，White博士发现只要将反能量圆环做得更厚一些，同时缩小太空船的可用空间，圆环的大小也会大大缩小，这样10米宽的太空船可以以10倍光速的速度飞行。

White认为采用这种配置的飞船飞抵南门二只需5个多月时间，船身周围的泡泡起到降低时空刚度，使时空更容易扭曲的作用，还能减少好几个数量级的能源消耗，采用这样的设计，人们就不需要建造木星大小的太空飞船，甚至比旅行者1号都小也是有可能的。

Rademaker设计的IXS企业号的外观可以看出White博士的计算成果，飞船的圆环变得更厚，和《星际迷航》中著名的曲速引擎飞船不同，Rademaker的设计真正考虑到了星级旅行，船身可以很好的包裹在反能量泡内。尽管整体设计还是透露出一些想象元素——比如流线型设计，毕竟花钱造一艘星际飞船，怎么能够缺少装有仪表的飞行驾驶舱呢？

至于多久我们才能够见到真货？回答是不知道多久，不过肯定不会很快实现，也可能永远不会实现。White的理念是否可行，只有通过精度要求最严苛的特殊干扰仪的测试，才能得到答案。
虽然看似不可能，不过，毕竟做做梦是无害的。