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想要超光速飞行，首先得测量光速到底是多少，拥有曲速引擎就是超光速引擎？超过光速会怎么样？被撕裂吗？ 文/刘声远 它是宇宙的速度极限，也是我们借以认识宇宙的一个关键数据。不过，为了确定这个数值，科学家们真是很下了一番功夫。 古希腊数学家欧几里得相信，我们之所以能看见事物，是因为眼睛发出了光线。大英雄亚历山大宣称，因为我们一睁眼就能看见遥远的星星，说明星星发出的光不到眨眼工夫就已进入我们眼中，所以光速必定是无限大的。11世纪，巴士拉数学家艾尔哈赞发表了自己的《光学专著》，其重要性堪比牛顿的《数学原理》。艾尔哈赞在这本书中称，取决于光所穿越的介质的不同，光的速度也不同，并且光速是有限的。光在空气中穿越的速度，大于它穿越水和玻璃的速度。 超光速 超光速是指根据爱因斯坦理论，超越光速是不可能的，但是如果真的超光速，那肯定会时光倒流或者其他的事情发生！ 人类对光的认识不断增长。13世纪，英国人罗杰·培根利用艾尔哈赞有关光的理论来支持这样一个理论：光速很快，比音速还快，但并非无限大。当时还有一种观点：光在空旷太空中的穿行速度可能是无限大的，但是在介质中光速会减缓。到了17世纪，像德国科学家开普勒和法国哲学家德斯卡特斯之类的科学名人，坚持认为光速无限大。开普勒指出，实际情况必定如此，因为空旷的太空不会阻拦光的穿越。德斯卡特斯的结论则是基于实际观测：如果光的穿行速度是有限的，那么在一次月食期间，太阳、地球和月球就不会排成一线，但实际情况相反，反过来就证明了光速是无限的。
也正是到了这个时候，人们首次尝试对光速进行直接测量。1629年，荷兰哲学家伊萨克·比克曼提议进行一项实验：在大约1600米外用镜子反射炮弹闪光，测量光反射回来所花的时间。科学家伽利略则独立提议了一个类似的实验：让他的学生把一盏点亮的灯笼带到大约1600米外，测量灯笼亮光到达观测点所经过的时间。这两项实验都未能检测到任何迟延，从而证实了一种看似正确的偏见：光速的确是无限快的。
凭借我们今天对光速的认识，我们知道在上述两项实验中光的往返时间只有大约十万分之一秒。这低于人体最快的反应时间，所以观测者测量不到任何迟延。与之对比，行星之间的距离如此之大，以至于光在两颗行星之间的旅行要花好几分钟时间。为了测量光速，根本要求是找到某种合适的参照物。 在巴黎，乔万尼·卡西尼一直在观测木星的卫星（简称木卫），它们都在各自轨道中一会儿消失于木星背后，一会儿又重新出现在木星前方。他的测量结果有差异，他把这归因于光速是有限的。丹麦天文学家奥勒·罗默随即也投身于此。他在1676年注意到，依娥（木卫一，也是最靠近木星的卫星）重新出现在木星前方所花的时间，在地球靠近木星期间少于地球离开木星期间（地球与木星之间存在相对接近和相对远离的运动）。这证实了卡西尼的猜测——当地球向木星靠近时，地球与木星之间的距离越来越近，光线穿越的距离也越来越短，因此到达的时间也相对早。相反，在地球离开木星的过程中，光线穿越的距离增加，到达得也相对晚。罗默的测量以及他对地球运动相关性的发现，使得他被认可为光速有限的证明者。1690年，荷兰数学家克里斯蒂安·惠更斯使用罗默的估计值，算出的光速是大约每秒22万千米，即为现代这一数值的70%。 测量光速故事的下一步再度涉及天文学，具体而言，是涉及光的像差。什么是光的像差呢？不妨用一个大家熟悉的现象——在雨中移动以保持干燥——来说明。当你静止时，雨滴是垂直下落的（没有风的时候）；而在你往前走时，雨滴却好像是从你前方的某个点落下的，你得把雨伞往前倾斜一点才能不被淋着。现在，把降落的雨想象为来自遥远星球的光线，把你在雨中的移动设想成地球在太空中的运动。那么，由于上述现象即像差的存在，这颗恒星的视位置会不断改变。 1729年，英国皇家天文学家詹姆斯·布兰德利发现了像差现象。他测量了天龙星座的一颗恒星，发现它的视位置首先南移，然后北移，周期为6个月。尽管这一运动的幅度只约为0.01°，但运用18世纪的设备却已经能测到了。布兰德利由此算出，光速约为地球在轨道中速度（即围绕太阳公转的速度）的1.02万倍，即光速大约是每秒29.5万千米。这一数值距离现代光速测定值只有约2%的误差。
为了测定很高的速度，要么需要像天文学中那样的遥远距离，要么需要测量极小时间间隔的能力。1849年，法国物理学家路易·菲佐在后一方面找到了一种在地球上测量光速的方法。他在一只迅速旋转的齿轮的齿缝间发射光线，8000米外的一面镜子把光线反射回来。如果光线通过齿缝，它会被看见；但如果它击中锯齿，它就不会被看见（显示为黑暗）。他改变齿轮转速，由此就能确定光线往返所花时间。由于镜子与齿轮之间的距离是已知的，菲佐得以推算出光速大约为每秒31.3万千米。1862年，法国科学家利昂·傅科运用相似理念，但改用旋转的镜子来测量光线偏转的角度，由此算出的光速是每秒29.9796万千米，与现代光速值——每秒29.9792万千米已经相当接近。 1865年，苏格兰数学家和物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦发表了自己对电磁波的研究结果。按照他的理论，光是电场和磁场中的一种波——电磁波。在任何一种电磁波中，一个电场消失，一个磁场出现，反之亦然，不断重复。自由空间对电磁波的阻力，被称为自由空间的介电常数；自由空间对磁场的阻力，则被称为自由空间的导磁常数。在麦克斯韦理论中，光速是与这些数值有关的。电场和磁场来回振荡的容易程度，决定着电磁波穿越的速度。这些数值的乘积，与光速平方成反比。 由此看来，从某种意义上说，开普勒在几百年前的推测是正确的。按照麦克斯韦的理论，如果空间没有任何阻力，光速就确实会是无限大的。但事实上，空间是有阻力的。19世纪末，根据麦克斯韦方程式算出的光速数值是每秒29.9788万千米，与现代光速值——每秒29.9792万千米更加接近了。 1887年，美国人艾伯特·麦克尔森和爱德华·莫里尝试测量地球在“以太”（当时被相信弥漫于所有空间的一种介质）中的穿行速度，方法是测量光在两个垂直方向的速度差。他们使用了半透明镜子，它们能让光偏转90°，却又不受阻碍地继续前行。沿着光的路径反射两根光柱，并且重组它们，任何速度差都会通过两个波的异相而显现——波峰和波谷之间的不匹配会显示为一系列明暗条纹，称为干涉图像。
麦克尔森和莫里的实验装置很灵敏。让他们大吃一惊的是，该装置证明了光速是一致的，不取决于任何方向。接着，这让爱因斯坦确信以太并不存在，或者并不以当时人们相信的形式存在。这还让爱因斯坦在1905年提出了他的狭义相对论。感谢爱因斯坦——对光速的精确测量，让他提出了对时间和空间本质的新见解。 尤其是，爱因斯坦的理论暗示，真空中的光速是自然界的速度极限值：没有哪个有质量的物体能达到真空中的光速，而任何没有质量的微粒在真空中的速度都必定是光速。然而，光在通过一种透明介质（例如水和玻璃）时会减速；有可能让粒子（例如电子）穿越介质的速度快于光穿越介质的速度，但仍然低于光在真空中的速度——光速的绝对极限值。 电磁波的速度与光速符合，这证明可见光、无线电波、X射线及更多的波都是波长和频率不同的电磁波。在激光器发明之前的20世纪50年代，多名科学家使用空腔共振器对电磁波的频率和波长各自进行了测量，得到的波速是每秒29.7992万千米，误差是每秒3千米。我们不妨对此做一种现代版的演示。把一条巧克力放入没有转盘的微波炉中，在微波强度最大的点位，巧克力被加热的速度也最快。两个连续“最热点位”之间距离是微波波长的一半。用微波频率（一般是2450兆赫兹）乘以波长，得到的就是光速——尽管它比20世纪50年代实验室测定的光速还是要慢些。 现代超长距离光速测量涉及发射无线电信号到不同的飞行器，这些飞行器在太阳系中的位置被精确测定，其中要考虑太阳和各行星引力。用这种方法测定的光速准确度，可达一千亿分之二。麦克尔森-莫里技术的现代版本使用的是激光柱，它们的频率已知非常精确。当激光柱被分成两条路径并且重组后，能够解码干涉图像以确定光的波长。波速就是波长和频率的乘积。1972年，这导致光速测量的精确度高于二千五百亿分之一。 今天，使用更先进的高度稳定激光和利用原子钟测量时间间隔，科学家得到的光速测量最精确值是每秒29.979 245 8万千米，不确定值仅为每秒1米。其中，秒可以通过原子钟来精确定义，光速中的不确定性主要是由定义1米的准确度带来的。1983年，科学界同意把光速“固定”在上述值，于是米的定义就是：真空中光在1秒里穿行距离的299 792 458分之一。 在过去的几百年中，物理学家们一直致力于测量光相对于宇宙时空的速度，而今天的科学家则不同，他们是从光速中确定宇宙时空的特性。 一个关键实验 最靠近木星的木卫——依娥（木卫一），每42.5小时环绕木星一周。从地球上看去，依娥周期性地消失于木星背后，稍后又再度出现。科学家相信，交食（指一个天体经过另一个天体前方，将后者部分或完全挡住的现象）之间的时间间隔应该是一样长的。 然而，当乔万尼·卡西尼在1671年观测依娥与木星交食时，发现其时间间隔是变化的。他认识到，这可能是因为光线从木星旅行到地球需要花时间，在此期间地球会运动，所以根据地球是朝着木星而去还是离开木星而去，光线从木星旅行到他的望远镜时所穿越的距离从一次交食到另一次交食是不同的。 奇怪的是，卡西尼看来并不相信自己的直觉，而他的助手奥勒·罗默自己进行了这方面的观测。当罗默把自己的观测与卡西尼的观测合并后，他意识到这些变化与地球和木星的相对运动相关。他进行了很长的一系列观测，证明了自己的猜想，并由此估计光速超过每秒22万千米（而他的同事惠更斯算出的光速也大约是每秒22万千米）。对当时的许多人来说，这么大的数值难以想象，简直堪称无限快。因此，罗默的这一估计在当时并未被普遍接受。一直到英国天文学家詹姆斯·布兰德利通过恒星像差测量光速，罗默的光速理论才终于被认可。
主要人物 他们是在过去几百年中思考过光速问题的一些伟人。 艾尔哈赞（964～1040） 从1011～1020年，这位出生在巴士拉（今伊拉克）境内、长期住在开罗的数学家撰写了《光学专著》共7册。它们在12世纪被译成拉丁文，很大程度上影响了西方世界对彩虹和光学的认识。英国哲学家罗杰·培根（1214～1294）是受到艾尔哈赞影响的学者之一，他却常被误认为是艾尔哈赞理论的原创者。 伽利略·加里雷（1564～1642） 这位意大利科学多面手常被视为现代科学之父，他的工作导致了力学理论的创建。他还对望远镜进行了多方面改进，并且建立了观测天文学。他提出行星绕着太阳转，太阳位于太阳系中心。 奥勒·罗默（1644～1710） 在他作为卡西尼（1625～1712）在巴黎的助手期间，这位丹麦天文学家观测了木星的卫星（木卫）。尽管卡西尼想到了观测数据显示光速是有限的，但证明这一点的人却是罗默。 利昂·傅科（1819～1868） 除了他自己在光速测量方面的工作，以及证明光在水中的速度低于在空气中的速度之外，这位法国物理学家还以“傅科摆”闻名。“傅科摆”为观察地球自转效应提供了一种实用方法。 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（1831～1879） 这位苏格兰科学家以一种理论一统电和磁的所有已知现象，这个理论预测了电磁波的存在。电磁波的速度与光速符合，这证明可见光、无线电波、X射线及更多的波都是波长和频率不同的电磁波。 重要术语 光行差 也叫光像差，是指一颗恒星看起来在其实际位置附近移动的现象。它是光速有限和地球运动的结果。 原子钟 利用原子钟测量时间是迄今为止测量时间的最精确方法。它使用的是微波信号的频率。当原子里的电子改变能级时，它们会发射微波信号。 空腔共振器 它是中空而两端封闭的导体。电磁波沿着这根导体穿行和来回反射。在一个长度合适的共振器里，一个特定频率的波会被放大。 电容率 是显示电介质极化性质的宏观物理量。又称介电常量。定义为电位移和电场强度之比。电容率可用电容器确定，电容器是储存电荷的装置。 导磁率 是指一种物质（包括空旷空间）被磁化的难易程度。导磁率和电容率乘积等于光速平方数的倒数。
时间线条 科学家花了300年时间，设计出越来越准确的办法来测量光速。 1690年 基于奥勒·罗默证明光速有限，他的同事克里斯蒂安·惠更斯算出的光速大约是每秒22万千米。 1862年 法国物理学家利昂·傅科使用旋转镜面，算出光速为每秒29.9796万千米。 1865年 詹姆斯·麦克斯韦证明光是一种电磁波，使得光速可由已知的空间特性计算出。 1905年 光速不取决于光源速度或观测者的观念，构成了爱因斯坦狭义相对论的根基。 1972年 一束激光被用来测量一个氪原子的一根特定光谱线的频率。通过重组这一信息和长度单位米的定义，真空中光速被测定至十亿分之一的精度：每秒299，792，458米，精确到每秒1米。 1983年 光速被最终确定下来。于是，1米现在被定义为真空中光在1秒里穿行距离的299 792 458分之1。
科幻作品中不乏对人类探索深空的描写，而要探索深空就涉及超光速。在本文中，科学家考证迅速穿越宇宙的各种可能方式是否真的可行，例如虫洞、曲速引擎和一种叫作“负能量”的神秘物质。 你已打好背包，等待从航天港腾飞。你可能会想象宇宙飞船上将播放什么电影。尽管长途旅行从来都不是你的偏爱，但一旦抵达目的地，你就会觉得这趟旅行实在太值得。不过，这次你不是跨越大洋去另一个大陆，而是要旅行到几千光年外的深空。 恒星际（即恒星之间，或称深空）旅行是人类长久以来的一大梦想。它也是科幻大片的一个常见主题：前往遥远世界，深入黑洞观光，或者把人类从濒死的地球拯救到深空乐土。在2014年好莱坞大片《深空》中，一群宇航员使用穿越时空的捷径——虫洞，探寻整个宇宙中的可居住世界。
在考虑深空旅行时，遇到的最大问题是巨大的距离。离地球最近的恒星除太阳外就是比邻星，它距离地球40万亿千米之遥。请注意，40万亿就是4的后面跟着13个0哦！这样的数字真是“笨重”，所以科学家创造了光年这个距离单位。1光年是指一束光在真空中（也即宇宙空间）1年中走过的距离，等于9.5万亿千米。就算是以光速从地球出发和旅行，也需要4.2年才能飞到比邻星。科学家之所以选择光速，是因为光速是宇宙中最快的速度。19和20世纪进行的多项实验显示，光速看来是你能穿越空间的绝对速度极限。 迄今为止，地球人建造的最快的飞船是欧洲空间局（简称欧空局）的“太阳神”系列探测器。20世纪70年代中期，它们以超过每秒7万米的速度飞过太阳。这与每秒约30万千米的光速相比，简直不值一提。比邻星是地球的近邻，所以才称为比邻星。大多数恒星与地球的距离是比邻星与地球之间距离的几百倍、几千倍、几万倍甚至几十万倍。如果要让深空旅行变得可行，就必须找到能绕过光速限制的方法，虫洞的用处就在于此。实际上，虫洞是广义相对论的一个基本话题。 什么是时空？ 时空是爱因斯坦在广义相对论中使用的坐标系。其中，时间被视作一个代表第四维度的可变量，与三维空间没有任何区别。没有人知道时空是否只是一个数学概念，还是在物理学上可行。探测时空结构的努力迄今尚未成功。
虫洞 广义相对论是爱因斯坦对宇宙的描述。它提供了一个叫作时间-空间（简称时空）的坐标系，所有天体都位于这个系统中。时空经常被描述成一个延伸在整个宇宙中的连续结构。当你在时空中移动时，就是在时间和空间里都移动。天体扭曲这一结构，尽管这种扭曲对我们来说几乎不可见，它却创造引力，使光线偏转。 虫洞是穿越时空的隧道。可以把它们视为在空间往复旅行时，能借以避开长距离的捷径。或许很多读者都知道“虫洞”，《来自星星的你》里面的都教授就是通过虫洞穿梭于宇宙之间。虫洞这个名字，是由美国科学家约翰·惠勒在1957年的一篇文章里首次提出的。其实，早在1935年，爱因斯坦及其同事南森·罗森就调查过这种可能性（所以虫洞的正规名称是爱因斯坦-罗森桥），而一名德国数学家在1925年就提出了这种可能性的存在。虫洞看来是亚微观（极细微）结构。它们看似有天然不稳定性。因此，就算亚微观虫洞正在持续形成，它们也可能在有什么东西穿过它们之前就坍塌了。 时间很快就到了1988年。美国加州理工学院物理学家基普·索恩的研究发现，如果在虫洞形成之际能给它引入某种合适的能量，虫洞就可能被稳定和扩大，因此使得虫洞旅行可行。但这里有一个关键性的问题：这种合适的能量从何而来？科学家的回答是：它很可能不是我们已知的宇宙能量。 问题在于，这种能量必须能施加所谓的“负压力”。为此，必须有某种能产生负引力的负能量或负质量。1997年，科学家发现宇宙正在加速膨胀。他们认为，这是由空间充满的一种负能量导致的。他们称之为“暗能量”。但虫洞比暗能量还要怪异。尽管如此，科学家还是开始研究暗能量究竟会如何影响虫洞。结果并不好，暗能量会遵循奇异的量子力学定律，这些定律适用于超细微结构。研究发现，暗能量的位置和动量都无法被准确界定，这会造成虫洞“模糊”。也就是说，穿越虫洞后你最终会止于何处、止于何时，都是不确定的。换句话说，你确实可以在时空中找到捷径并且采用，却不能掌控目的地或到达时间。不得不承认，虫洞这个概念实际上很粗糙，在可以预见的未来它完全超越人类的技术能力，也就是纯粹属于科幻范畴。但是，另一个属于科幻范畴的概念——曲速引擎又如何呢？ 怎样建造虫洞 运用复杂的技术和一些暗能量，我们有可能创建虫洞穿越时空 1 获取负能量 第一步是找到一种负能量源，让它抵消天然形成的虫洞容易坍塌的趋势。这种能量必须以某种方式储存，从而克制它让自己周围时空膨胀的趋势。这涉及高端技术，而且是否有合适的负能量存在也不能确保。 2 找到虫洞 虫洞有可能在宇宙中小规模地连续形成和消失。量子泡沫是通过超强力显微镜和粒子加速器看到的时空连续体，这是一种高度复杂的技术，或许能扼住一个超细微虫洞的咽喉。 3 轻易搞定 一旦虫洞被采用负能量稳定下来，一艘宇宙飞船就可被送入虫洞，看它最终如何终结。如果它终止于无用之地或危险之地，那就顺其自然，让它逐渐消亡。如果虫洞真的能形成一座时空桥，那就为它注入更多负能量。 4 空间捷径 一旦虫洞变得足够大，它就可被用作空间捷径。有一种可能性，就是把虫洞入口和出口搬到更好的地方。所需的只是某种类型的空间拖船（也称轨道间飞船或星际交通船），它利用负能量的反引力，把虫洞的开口“推到”更有利的位置。
5 宇宙高速路 最终，一个虫洞网络将跨越银河系，延伸到更远处，如果真的存在其他宇宙，它甚至能延伸到其他宇宙。因为虫洞是穿越时空的捷径，它们也可能被用作时间机器。但在虫洞被创制以前，你根本不要指望能回到从前。
在宇宙深空定位虫洞是一件很棘手的事，但这方面已有多种理念。 有可能从照亮整个通道的虫洞一端，看见另一端的恒星。俄罗斯物理学家亚历山大·夏茨基的计算表明，让虫洞开启所需的负能量，会把来自虫洞边缘的光线推动、聚合成虫洞边缘的一圈光晕。夏茨基暗示，虫洞另一侧发生的伽马射线暴，可能会暴露虫洞的存在。科学家将可能看见一次伽马射线暴，但无法识别究竟是哪个星系所产生的。 另一种思路是，虫洞的开口可能会在我们于一颗恒星前方的观测视线中飘浮。首先，虫洞的强大引力场会通过引力透镜过程增强恒星的星光。接着，随着恒星星光向下进入虫洞，恒星会变暗。最后，随着虫洞离开恒星，星光在另一次引力透镜效应中再度达到最亮。这会成为虫洞的可识别标志。 或许，识别虫洞的最重要含义是：外星人或许真的存在。一个大得足以被看见的虫洞之所以被看见，真正原因可能是某些高度发达的外星人在操控它。
曲速引擎 1994年，墨西哥物理学家米格尔·埃尔古比尔一夜成名，因为他证明了曲速引擎的建造至少在理论上是可行的。他破解了爱因斯坦的系列方程式，精确证明：可以让一艘飞船想好快就好快地在时空泡泡上冲浪。但问题是，这也得依赖某种类型的负能量来扭曲空间，提供反引力，推动飞船往返。 在位于得克萨斯州休斯顿的美国宇航局约翰逊太空中心，一个科学家和工程师团队就职于“高端推进物理实验室”。在工程师兼物理学家哈罗德·怀特率领下，他们进行一系列实验。有人声称，这些实验显示了出人预料的性质，可能被用于未来的太空飞行。2014年，这个团队登上媒体头条，也遭来一些非议，因为他们发表的研究结果暗示：一种“不可能的”推进系统其实有可能行得通。 这种原本被称为“特快推进”的系统，是由英国工程师罗杰·索耶提出的。他相信，在适合的条件下，被引入一个锥形模腔的微波能产生一种推进力。一些科学家猛烈抨击索耶的理论，称它违反物理学的一个基本定律——能量守恒。然而，也有一些科学家团队（包括怀特团队）对测试索耶理论有一定兴趣。美国宇航局拒绝记者对怀特的采访申请，但该局在一份声明中表示：“尽管约翰逊太空中心一个团队的超光速理论研究成为头条新闻，但这属于一种概念性调查。”换句话说，打好行囊、准备深空旅行其实为期还远。 有可能会使得深空旅行成为可能的进展，也许并不一定会来自实验。超越爱因斯坦广义相对论的引力理论新延伸，或许向我们显示了怎样突破光速限制。根据现有理论，我们应该无法打破光速限制。但一些科学家相信，现有的光速理论有缺陷，该理论并非是坚不可摧的。伦敦帝国大学的物理学家若昂·马奎荷一直致力于研发一种全新的引力理论，它适用于引力变得极强的情况，例如在黑洞附近或接近大爆炸（宇宙诞生）时刻的状况。这两者都是广义相对论崩溃之地。马奎荷提出的一种假说是，在大爆炸之后的时刻，光速比地球上见到的光速高得多。除了能解释一系列令人困惑的宇宙学观测结果之外，马奎荷的这一假说还能打开深空旅行的高速通道。 这之所以成为一种可能性，是因为许多有关早期宇宙的理论都预测了一种叫作“宇宙弦”的现象。这些弦是大爆炸的剩余，至今未被直接观察到。作为时空中的“折痕”或“皱纹”，宇宙弦其实是太空中略微有差异地区之间的边界。它们很像晶体中可能出现的瑕疵。重要的是，它们的规模很大，光速在靠近它们的地方很可能会增加，并且会沿着弦的直径一直保持高速。从理论上说，飞船完全可以沿着宇宙弦飞行，把宇宙弦作为通往其他恒星的一条深空高速路。其中的美妙在于，你无须打破光速限制，只需某种强力引擎来加速飞船。 然而，如此激动人心的技术要变成现实的话，还需要很漫长的时间。马奎荷甚至不愿意预测这种可能性是否真的存在。实际上，科学界一致认为，深空旅行目前只能停留在科幻理念中。 什么是负能量？ 负能量是一种能产生反引力的假想物质。它与另一种假想物质——奇异物质有关，而它们的特性迄今未能在实验室中观测到。无人知道这些物质是真的存在，还是只是数学上的可能性。 曲速引擎 太空冲浪 广义相对论让超光速太空飞行看似不可能。但时空本身并不受广义相对论限制。曲速引擎能够扭曲宇宙结构，使时空在飞船前方压缩，在飞船后方膨胀。如此一来，飞船就能凭借这种运动“冲浪”——以超光速飞行，同时让自己在曲速泡（未被改变的正常时空）内部的小小时空中保持基本静止。这如果能实现，绝对堪称美妙。 1 假想中存在的负能量，可让飞船背后的时空剧烈膨胀。 2 在飞船前方，常规能量会创造一个强有力的压缩区域。 3 飞船在一个相对平坦的时空（曲速泡）中“冲浪”。 4 宇宙结构的扭曲程度，决定着飞船“冲浪”的速度。
3种超光速可能性 我们从小接受的观点一直是：宇宙中没有什么东西的速度会比光速更快。但物理学暗示，光子有可能输在终点线。 1 宇宙膨胀 这是宇宙突然变大的假想时刻。为了这件事的发生，时空的膨胀速度必须是光速的许多倍。这并不违反物理学法则，因为宇宙速度这个限制只适用于在时空中运动的物体，而不适用于时空自身的运动。宇宙膨胀是否真的发生过，迄今并不清楚。然而，空间膨胀正在让遥远的星系看上去不断远离我们，而且离开的速度是光速的好几倍。 2 契伦科夫辐射 音爆（超音速飞行器的声震）的光学对等物——契伦科夫辐射，发生于光线从真空转入一种密度更大的介质（例如水或玻璃）而减速之时。同方向飞行的高能粒子通常不会像光减速那么灵敏，反而可能会在进入更大密度介质之时飞得更快。它们形成的激波，会把挡道的光线推开。在被水包裹的核反应堆周围，常能见到一种诡异的蓝色光晕，这便是契伦科夫辐射。 3 超光速粒子 简称速子。这是对任何速度高于光速的粒子的总称。这种假想初次得名是在1967年。速度高于光速的粒子违反现有物理学法则，除非它具有某些非常特异的性质。如果这样的粒子真的存在，它就能在时间上回到过去，并且永远都不会低于光速飞行。这听起来令人兴奋，但迄今为止，哪怕一个这样的粒子也未被找到。
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发表于 2015-5-30 00:28:51
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