星際旅行是人類最宏大的夢想之一——阻礙在夢想前的則是光速的限制。
德國哥廷根大學的物理學家Erik Lentz在新論文里指出,我們或許可以突破光速瓶頸,而且這個解決方案比曲速驅動之類要現實得多。
然而,超光速這個概念有一個問題。根據愛因斯坦的相對論,沒有方法可令物質實體的運動達到或超過光速,所以,人類難以逾越以光年為基本單位的鴻溝。
另一方面,雖然把物質推到光速以上是大忌,但時空本身卻沒有這樣的限制。事實上,宇宙的遠端的擴張速度就已經超越了光速。
負能量是這種空間擴張的動力,如果我們能夠掌握負能量,就可以建造所謂的阿爾庫比耶爾曲速驅動器,甚至構建蟲洞和時間旅行通道。
雖然上面的設想未與現代物理學的基本原理相衝突,但它們的可行性也就比永動機強出些許……
但是,如果在愛因斯坦相對論的框架下,找到超越光速的方式,同時又不用求助於太過稀罕的物理對象呢?
在新論文里,Lentz提出了一種可能。這要歸功於他理論推導出一類新粒子——超快孤立子——以恆定速度(在這種情況下,速度比光還快)運動,同時保持其波形和能量的波。
根據Lentz的理論計算,這些超快孤子可以作為某些特解存在於廣義相對論中,並且純粹來源於正能量密度,這意味著不需要考慮尚未被驗證的負能量。
如果有足夠的能量,這些孤子的配置可以作為 "翹曲氣泡",能夠進行超光速運動,理論上可以使物體在穿越時空的同時免受極端潮汐力的影響。
這是令人印象深刻的理論嘗試,儘管操縱超速孤子所需的能量,也足以讓人類望而卻步。
"超速驅動器以光速行駛,半徑100米的太空飛行器所需的能量相當於木星質量的數百倍。"
雖然Lentz聲稱,他的研究是第一個完全在經典框架里給出超光速可能性的方案,但是,幾乎是在同一時間,出版社收到了另一篇主題完全相似的論文。
Lentz說,他們在和對方溝通,研究人員打算分享彼此的數據,好推動科學的進步。此外,Lentz將在YouTube直播中解讀自己的論文。
"下一步是想辦法把理論轉化為可行的工程,然後我們就可以談論建造首批超光速驅動器的原型機了。"