如果曲速驅動宇宙飛船飛入黑洞會發生什么？

曲速驅動器在很長一段時間內一直不存在，盡管它們在科幻小說中無處不在。

作家約翰·坎貝爾 （John Campbell） 在一部名為《太空島》（Islands of Space） 的科幻小說中首次引入了這個想法。如今，特別是多虧了《星際迷航》，這個詞已經非常熟悉了。

它幾乎是超空間超閾旅行的通用參考。曲速驅動器是否會存在是研究人員仍在努力解決的物理問題，但目前，它還只是理論上的。

最近，兩名研究人員研究了如果一艘帶有曲速驅動器的飛船試圖進入黑洞.結果是一個有趣的思想實驗。它可能不會導致星際飛船大小的曲速驅動器，但有一天可能會讓科學家創造出更小的版本。

雷莫·加拉蒂尼和基里爾·扎特里梅洛夫理論化這樣的驅動器可以在所謂的史瓦西黑洞中生存。前提是飛船以低于光速的速度穿過事件視界。

從理論上講，黑洞的引力場會減少保持驅動器運行所需的負能量。如果是這樣，飛船就可以穿過并以某種方式使用它到達其他地方而不會被壓碎。

此外，這個想法背后的數學為在實驗室環境中創建微型 Warp 驅動器指明了方向。

什么是 Warp Drive？

科學家可以在實驗室中構建微型或微型 Warp 驅動器嗎？好問題。為了理解該團隊的工作，讓我們看看這項研究中的主要參與者：曲速驅動器和黑洞.

這個想法的靈感來自于這樣一個事實，即沒有什么能比光速更快。考慮到太空中的距離，前往最近的恒星需要數年時間（如果我們能以光速飛行的話）。穿越一個星系或到更遙遠的星系需要數年甚至許多輩子的時間。所以，如果你想成為一個太空旅行的物種，你必須比光速 （FTL） 旅行。

你會怎么做呢？這就是曲速驅動器的用武之地。從理論上講，它們允許您將宇宙飛船放入一個氣泡中，該氣泡可以以 FTL 速度在太空中滑落。

這就是《星際迷航》（和其他 SF 故事）中的星際飛船如此迅速地穿越很遠的距離的原因。星際迷航飛船使用“曲速核心”中的能源為曲速場發生器提供動力。他們在子空間中創建扭曲氣泡。飛船用它來去船員需要去的地方。

物理學家喜歡曲速驅動器嗎？

這樣的曲速驅動器是一個誘人的想法，但有很多注意事項。例如，生成 warp 場需要大量的能量。一些物理學家認為，這需要的能量會超過我們能夠產生的能量。創造這種能量需要大量的奇異物質——比如“unobtanium”。所以，這就是一個問題。

其他人則說，創建這樣的驅動器與我們目前對時空物理學的理解背道而馳。然而，這并沒有阻止任何人猜測實現這一目標的方法。

例如，墨西哥物理學家 Miguel Alcubierre有個想法1994 年。他認為它可以產生一個氣泡，從而改變物體周圍的空間。他繼續他的研究關于一艘可以比光更快地到達某個地方的船。

然而，他和其他人仍然指出了創建和維持曲速驅動器的各種問題。這包括這樣一個驅動器有效地將自身與宇宙的其他部分隔離開來的想法。除其他外，這意味著飛船無法控制使其行駛的驅動器。因此，仍有一些錯誤需要解決。

關于 Black Holes

我們最熟悉的黑洞是恒星質量和超大質量黑洞。這些還帶有吸積盤，可將物質輸送到黑洞中。

例如，在我們銀河系中，名為人馬座 A* 的中心超大質量黑洞會周期性地吞噬物質。然后，它發出一陣輻射。其他更活躍的星系在中心超大質量黑洞不斷進食時發出物質射流。

黑洞是一種質量集中物，引力如此之強，以至于任何東西，即使是光，都無法逃脫。在他們關于黑洞和曲速驅動的研究中，作者使用了史瓦西黑洞。

這些所謂的簡單“靜態”黑洞彎曲時空，沒有電荷，并且不旋轉。從本質上講，它們是對太空中緩慢旋轉的物體特征進行數學探索的良好近似值。

當一艘帶有曲速驅動器的飛船穿越黑洞時

史瓦茨柴爾德黑洞是“完美”的黑洞，可用于對穿越事件視界的曲速驅動器進行理論探索。為了弄清楚這種情況，Garattini 和 Zatrimalov 決定用數學方式將描述黑洞的方程和描述曲速驅動的方程結合起來。

除其他外，他們發現可以將曲速驅動器“嵌入”黑洞的外部區域。曲速氣泡本身比黑洞小得多，需要向黑洞移動。黑洞的引力會影響產生和維持曲速驅動器所需的能量條件。

這意味著理論上可以減少維持曲速泡泡所需的負能量。此外，研究人員還建議，如果曲速氣泡以低于光速的速度移動，它就會有效地抹去黑洞的視界。

研究小組還描述了這樣一種想法，即這種情況可以引起電場中虛擬粒子轉換為真實粒子。如果是這樣，它可能會導致在實驗室中創建迷你 Warp 驅動器。

稍微改變黑洞

有趣的是，該團隊還提出，如果曲速氣泡移動緩慢并且比黑洞視界小得多，它可能會增加黑洞的熵。然而，正如他們在結案陳詞中所說，“在其他物理情況下存在潛在的問題：即，當曲速驅動器完全被黑洞吸收時，它可能會減少其質量，從而減小其熵。

同樣，當有一個更大的曲速氣泡穿過黑洞時，它會產生“屏蔽”效應，實際上消除了地平線，因此無法定義霍金意義上的黑洞熵。如果曲速驅動在自然界中是可能的，這些問題表明我們仍然沒有從熱力學的角度理解它們。

Warp Drive 技術仍有待觀察

因此，雖然這項研究可能在理論上被證明是有價值的，并可能導致實驗室生產迷你黑洞，但仍然存在許多問題。

也許在未來，當我們了解這兩個物體背后的量子力學時，我們可能會發現曲速技術是一個大滿貫。如果是這樣，那么，當飛船穿過黑洞時，我們可能會面臨一個奇怪的時期。

例如，來自黑洞內部的信號可以通過從奇點合并的曲速氣泡來傳遞。這將使我們能夠發送事件視界內情況的圖像或錄音——今天沒有人知道。

那些可怕的黑洞也有可能使曲速驅動器變得不那么困難，因為它們不需要那么多奇特的“負能量”源材料。

本文最初由今日宇宙.閱讀原創文章.

寶寶起名 起名