有很多科幻小說里面講到曲率航行。以星際迷航里的企業(yè)號為例,就是用的曲率航行。
空間折疊需要進(jìn)行時空彎曲,這種理論和蟲洞形成是一樣的。理論機(jī)制上,這是最成熟的跨時空旅行方式。但是真正要完成,卻很不容易。因?yàn)?strong>蟲洞必須很大,否則會產(chǎn)生嚴(yán)重的引力場梯度變化,進(jìn)入蟲洞的飛船會被潮汐力折斷,撕成碎片。
潮汐力,是借用海洋中波浪,對船舶施加不均勻力的一種形象比喻。潮汐力的特點(diǎn)是在短距離上分布的嚴(yán)重不均。在海洋中,波浪潮汐力會讓船舶折斷。
蟲洞最難跨越的是兩個喇叭出口中間的咽喉部位。用數(shù)學(xué)的語言,這里是雙曲面中間的鞍部。這個鞍部附近形成的潮汐力最大。根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算,如果讓飛船安全穿越鞍部,這個鞍部的直徑最少要有10光年。
形成如此大的蟲洞,需要上千個星系的巨大的能量。人類很長時間都不可能辦到。
這是消耗能量最少,相對來說最聰明的辦法。阿庫別瑞引擎的原理就是在飛船的前部制造一個空間凹陷區(qū),產(chǎn)生類似于引力的效果。飛船就向這個空間凹陷區(qū)滑動。這個過程可以把飛船看作在引力場中不斷的向引力中心掉落的過程,只不過這個引力中心在不斷的隨著飛船的運(yùn)動前移。
還有一種說法,是阿庫別瑞引擎還可以在飛船的尾部制造一個負(fù)的空間曲率,推動飛船向前運(yùn)動。制造負(fù)的空間曲率需要負(fù)的能量,負(fù)的能量在自然界中是不存在的。
阿庫別瑞引擎的推進(jìn)方案,前拉后推,但是后推不可能實(shí)現(xiàn)。
在所有的曲率航行方案里,在飛船的前部制造一個正曲率空間形成的空間凹陷,引導(dǎo)飛船前進(jìn),是最可行的辦法。
以上兩種區(qū)域航行的方案,都不可能超光速。因?yàn)榭臻g彎曲的速度就是光速。銀河系的直徑是10萬光年,如果把銀河系的兩端折疊起來,要花10萬年的時間。
阿庫別瑞引擎的推進(jìn)方案里面,在飛船的頭部形成時空凹陷的速度也是光速。所以飛船的前進(jìn)速度,無論如何也不可能超過光速。
時空的彎曲,本來就是廣義相對論里面的計(jì)算成果。所以用時空彎曲的方法進(jìn)行旅行,不可能違反廣義相對論。
黑洞合并,產(chǎn)生的引力波,就是時空彎曲形成的漣漪。引力波的傳播速度也是光速。這個結(jié)果,已經(jīng)在激光引力波干涉實(shí)驗(yàn)中,測得與相對論相符合的結(jié)果。
即使不考慮狹義相對論里面的質(zhì)量增加效應(yīng),一旦飛船試圖逾越光速,時空是不會為飛船讓路的,相當(dāng)于飛船撞在一堵無比堅(jiān)硬的墻上。飛船立刻會粉碎成純能量狀態(tài)。