研究：超光速旅行遙不可及 曲速引擎別有用處

在很多人研究怎樣讓飛船獲得巨大動力實現超光速旅行的時候，另一些科學家在鑽研曲速引擎（warpdrive）。它是另一種理論上認為可以實現超光速旅行的技術。

1994年物理學家阿庫別瑞（Miguel Alcubierre）提出，通過彎曲時空可以實現超光速旅行。但是他的想法當時只是一個粗略的方向。今年2 月發表在預印網arXiv上的一份研究，兩位美國物理學家鮑勃裏克（Alexey Bobrick）和馬蒂爾（Gianni Martire）在阿庫別瑞的理論基礎上，把很多問題具體化，並解決了之前理論在實現上的一些困難。

超光速旅行

人們一直希望造出動力很大的飛船實現超光速旅行。可是愛因斯坦的相對論認為這至少有兩方面限制。一方面他認為任何物體運動的速度都不可能超過光傳播的速度。即使是真的以光速飛行，能夠到達的空間範圍其實也很有限。除了太陽系之外，天體之間的距離都是以光年為單位的。

另一方面，即使飛船達到接近光速，相對論認為飛船內的時間將相對於地球變慢。假設前往距離地球150 光年的目的地，飛船內的人雖然可能在有生之年抵達目的地，可是回到地球的時候，地球上已經過了至少300 年。這樣的太空旅行對地球人來說並不方便。

曲速引擎

阿庫別瑞提出的曲速引擎基於相對論時空彎曲的理論發展而來。相對論提到，在能量或質量的周圍，時空將被扭曲。如果把時空想像成一張橡膠墊子，上面放上一個保齡球，這個墊子就會陷下去一塊。這種理論把引力解釋成，物體傾向於落入陷坑的趨勢。

阿庫別瑞設想，如果造出一個曲速泡泡（warp bubbles）封閉的空間，前方的時空是收縮的，讓物體傾向於往前運動；後面的空間是膨脹的，輔助推動物體向前。在前後扭曲時空的作用下，這樣的泡泡就可以在空間中移動。而曲速泡泡內部的時空是「平坦」的，就是一塊不受任何質量作用的時空。如此，在曲速泡泡內移動的物體就不受時間變化的困擾，可以在與地球同步的時間狀態下旅行。

曲速引擎太空船？

阿庫別瑞的設想由複雜的數學計算支撐，可是十分抽象。鮑勃裏克和馬蒂爾的新研究提出，曲速引擎可以是一個由足夠的能量（或者說質量，在物理學中，質量和能量幾乎是等同的概念）建造的外殼並且處於不斷的運動中，封閉著一塊平坦的時空，也許就像一部汽車一樣。汽車也是由可見物質材料製造的一個外殼，其內部封閉著一塊固定的空間。

在阿庫別瑞的理論中，曲速引擎需要用到大量的「負能量」，這是科學家至今還未發現的物質。這份新研究計算認為，倒是可以用正能量物質建造這種太空船，或者用正負能量結合的方式。不管怎樣，鮑勃裏克和馬蒂爾設計的概念比起阿庫別瑞更接近真實一些。

遺憾的是，新研究認為這種飛行器仍然要受到相對論的限制。而且這樣的飛行器可以分為多種類型，而對於這些類型中大部份的設計來說，其中封閉的時空恐怕還會受到影響，也就是乘客仍然要面對和地球出現時間差的問題。按照他們的設想，這個能量外殼具有修改其內部時空特性的能力，可以使內部時空相對於外界變快、變慢。