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- 中文名 曲速
- 分类 曲速(Warp)与曲速引擎(Warp drive)
- 注意 这一科技当前仅存在于理论并未得到证实
- 发展 曲速发展的虚拟宇宙历史
基本概述
注意:这一科技目前仅存在于理论,并未得到证实。




曲速的分类
曲速简介
根据时空扭曲(或离续位针妒边失者说压缩)的程度,曲速分为0-10。其中曲速10在理论上是达不到的,因为以曲速10运动的物体就意味着在任何时间在任何地点都出现,而即便在科幻电影中也还没有发明一种能达到曲速10的曲速引擎(warp drive)。而曲速2已经超过光速了,曲速9的飞船能在几秒种内飞跃好几个太阳系来自的距离。片中voy系列中星联最快的飞船能达到曲速9.99.。截止至2009年8月,已有一种型号为MC河-R的小型飞船可以达到曲速1.16。
曲速(Warp)与曲速引擎(Warp drive)
曲速(Warp)与曲速引擎 曲速引擎飞船(Warp drive)有二重涵义,皆360百科关于超光速航行。原约手直心农激独鲁务买先出现在科幻领域中的星际奇旅(就袁沙既设故吸养地于Star Trek)之中,后起互械染略翻克来也涉及到理论物理的一种时空模型。
曲速引擎就是说一个物体前的空间迅速弯曲缩小,物体后的空间迅速弯曲扩大。就像在后面吹气球将物体挤支免动晚转古套背向前,物体其实不动的。不过要使快弦批挥影教空间弯曲要太阳的10亿倍能量。
曲速公式
曲速1来自刚好达到光速,曲速2呢?是光速的8倍。曲速3是光速的27倍。现在,你可以猜到公式了吧?曲速N就是光速的N的三次方倍。
曲速1级 = 1^3倍光速 = 1倍光速
曲速1.5级= 1.5^3倍360百科光速= 3.375倍光速
曲速2级 = 2^3倍光速 = 8倍光速
曲速2.5级= 2.5^3倍光速= 15.625倍光速
曲速3级 = 3^3倍光速 = 27倍光速
曲速3.5级= 曲该杀然3.5^3倍光速= 42.8题答被调思孙发75倍光速
曲速4材拿沉律急记诗么级 = 4^3倍光速 = 64倍光速
曲速4.5级= 4.5^3倍标十质误光速= 91.125倍光探式着同等冷速
曲速5级 = 5^3倍光速 = 125倍光速
曲速5.5级= 5.5^3倍光速= 166.37护重5倍光速
曲速6级 选裂似今般足阶娘理担= 6^3倍光速 = 216倍光速
曲速6.5级= 小管卫开从停6.5^3倍光速困纸即使没帮最滑市= 274.625倍光速
全十占甚 曲速7级 = 7^3倍光速 = 343倍光速
曲速7.5级= 7.5^3倍光速= 421.875倍光速
曲速8级 = 8^3倍光速 = 512倍光速
曲速8.5图级= 8.5^3倍光速= 614.125倍光速
益无来记 曲速9级 = 9^3倍光速 = 729倍光速
曲速9.5级= 9.5^3倍光速= 857.375倍光速
曲速9.9级= 9.9^3倍光速= 970.299倍光速
曲速9.99 = 9.99^3倍光速= 997.002999倍光速
曲速9.999至钟朝毛了认手华苗=9.999^3倍光速= 怎就农工章胡999.700029999倍光速
曲速9.9999=9.9999^3权微程系游引爱倍光速= 999.970000299999倍光速
曲速9.9999宗受微之款司……,级别每增加1位“9”,就把“7”移后一位,之前的位置用“9跟营政室剧龙杨”代替,“0”再语变永轮修这怕旧方阿加一位,“9”也再加一位。另外,光速=299792458米/秒=299792.458公里/秒,可以去乘倍数。
曲速发展
星际旅行中多个星球都有自己开发出曲速的发展历史;在地球,曲速是由季弗兰·寇克瑞恩(Zefram Cochrane)所开发。在电影《战斗巡航》里提到的发明年代是第三次世界大战终战后10年的2063年;但在原始影集《星际争霸战》里则暗示曲速科技更早些年就已经被使用,虽然证据不明。小说星际奇旅之星际联邦(Star Trek: Federation)则提到2061年寇克瑞恩发明曲速引擎。
其他文明,比如瓦肯人或安多利亚人则比地球更早发明曲速引擎,在地球开始接触外星文明的前期(例如:22世纪),这些行星的曲速科技也远超前于地球所能及,比如最高可达速度与最高巡航速度。
在星际奇迷航映剧集《The Cage》里,曲速被称为「时间翘曲」(t 曲速引擎飞船运行时的空间扭曲变化ime warp)。这集里反应了时间障(time barrier)已被打破,但既然这些对话是对一群船只失事的星际旅行者报告的新消息,则不可能是指光速障的打破。(试映剧集描绘了一堆事情是与后来影集不相符的。)
曲速航行的速率通常以曲速层级(warp factor)代之。一般认为曲速1级是真空光速(c);更高的层级下,速率呈指数增加。原始影集的数个剧集曾设定了企业号冒着危险以高曲速层级航行,一度高到曲速14.6级("That Which Survives")。然而,任一曲速层级的实际速度从未在萤幕上显明地被陈述,以作为经典纪录。更甚者,各影集中航行时间与星际距离在陈述上,从未严格地保持一贯性(甚至是相当松散的)。
在了解这是个问题,也想 wanting to remove this plot element, 《银河飞龙》的创造者决定曲速10级应作为最大值。后台的星际奇旅术语建议将曲速尺标重新调整,将旧曲速6级变为新曲速5级,而曲速10级为无限大速度而无法达到。制作人指示船只可以任意接近曲速10级,但就是无法到达刚好曲速10级。如此则贵族与旅人等生命体则能以相当快的速度航行,又可以回避限制。举例而言,据估计,旅人将企业号推进到曲速9.999996级的速度。而第四代影集《重返地球》中的剧集"Threshold"附议了这项设定,其中角色提到曲速10级的速度是不可能达到的,因为那是无限大的速度——但不管如何,随后他们却达到了,伴随了快速地(反向)演化成两栖类的蝾螈的副作用。(虽然许多影迷、制作人员,甚至是该集的编剧与制作人Brannon Braga普遍忽略该集的事件。)
一般普遍接受:以曲速航行的船舰不会感受到任何形式的时间展长;毕竟总体来说,曲速船舰与宇宙间没有资讯交换。若船舰是采用冲量引擎,速度则为次光速(亚光速),会感受到时间展长,因为冲量式驱动的船只仍处在正常时空连续体。也因为这样,多数船只会将冲量速度限制在大约四分之一光速。
曲速发明思路
《星际迷航》系列科幻故事设定在地球未来发展路线的一个平行时间线上,从21世纪中期直到24世纪,人类于21世纪中期后进行了第一次曲速飞行,这意味着人类进入了曲速时代。其中,电影《星际迷航:暗黑无界》的译名被网络化翻译了,将darkness翻译成暗黑而不是黑暗。正像中文译名的表面炫目,电影本身也是表面炫目,故事一般,想象力一般,只有让人过瘾的感官享受。其中,最让星迷感到过瘾的是星舰加速到曲速的那一刹那,这部的视听效果比以往更好。那么曲速到底有多快?
曲速飞行是一种通过在压缩时空中航行的技术,其原理就是在运动物体周围利用反物质驱动的曲速引擎制造一个人工的曲力场,从而使物体能在这个扭曲的时空气泡中以几十倍于光速的速度移动。曲速就是衡量在这个时空泡里运动的物体的速度。由于这样的移动方法是利用空间扭曲,而非常规的加速方法,因此可以巧妙的避开三维空间中最高速度无法超越光速的陷阱。打个通俗的比方,一辆汽车速度不变,但是由于将道路长度进行了大幅压缩,导致路程相应缩短,行驶的时间也就得到了极度的节省。
很多人会问这个问题。确切的答案是超过光速,但一直在演变。例如,在这一集电影中,马库斯将军乘坐的星舰——无畏号的曲速就比进取号快五倍。所以,不要问曲速到底有多快,反正比光速快很多倍。
当影片中的星舰进入曲速后,星舰被一个“气泡”所包围。这个气泡恰好证实了很多年前物理学家的一个发现。这个发现貌似超越了爱因斯坦的狭义相对论,因为狭义相对论告诉我们,如果我们可以超越光速,就会发生时间倒流的事件,从而引起祖父悖论。这里,我们不讨论祖父悖论,而只解释一下墨西哥籍物理学家Alcubierre出人意料的发现。他在1994年,即《星际迷航》电视系列出现近30年后,发表了一篇论文,这篇论文论证,原则上在广义相对论中可以超越光速。他的发现后来被物理学家称为“Alcubierre气泡”,或”Alcubierre速度”。
在广义相对论中,时间和空间是弯曲的,Alcubierre正是利用了这一点。他直接写下了一个完整的时空,在这个时空中,存在一个“气泡”,这个气泡以超过光速的任意大速度运动。他用的办法很简单,就是直接写下一个四维时空,在这个弯曲时空中,一个远离飞船的地方,时间和空间与没有任何能量存在时是一样的,也就是说是平坦的。在接近飞船的地方,时空形成一个“气泡”,这个气泡可以用任何速度向前飞行,而飞船藏在气泡中。即使在气泡中,时空的曲率也可以不大,这样不会导致飞船受到很大影响。
Alcubierre的超光速时空气泡初看上去没有什么特别的,除了气泡以超光速飞行。计算的结果告诉我们,时空在气泡的后面膨胀了,在气泡的前面缩小了,这也许是气泡可以以任何速度运动的原因。任何人都可以像Alcubierre随手写一下一个弯曲时空,但我们不能承认这个时空是可以实现的,除非它满足爱因斯坦场方程。同样,Alcubierre的时空也需要满足爱因斯坦场方程。他是倒过来做这件事的,先写下时空,然后带入爱因斯坦方程看看我们需要什么样的物质,结果有点让人失望,我们需要负能量。
需要负能量这件事不是第一次发生,过去,人们在讨论虫洞和利用虫洞制造时光机器时也发现,没有负能量根本做不到。目前,除了在极端情况下,我们还没有观测到负能量的存在。所谓极端情况,是利用Casimir效应得到的一点点负能量。 最简单的Casimir效应出现在两块很大的平行金属板之间,光子场的量子涨落使得平行板之间的能量变成负的。但这么一点点负能量远远不够制造曲率驱动气泡。Alcubierre气泡本身也许不需要不可思议多的负能量,但如果我们要求某些量子条件成立,那么Alcubierre气泡需要的负能量的绝对值就会达到10的64次方公斤,这远远大于宇宙的能量。即使我们不要求满足任何量子条件,Alcubierre气泡负能量的绝对值一般也要大于飞船能量的绝对值,实际上也是不可行的。而且,负能量的绝对值与气泡的速度平方成正比。
这并不妨碍科学家们的探索。比如,一位科学家研究结果说,满足了量子条件,驱动一个原子超光速飞行的负能量的绝对值可以降低到三个太阳质量。另一位科学家甚至说,可以将驱动一个原子的负能量的绝对值降低到几个毫克。也许,在未来,曲率驱动可以超越光速。Krasnikov甚至想到一个类似《三体3:死神永生》中的主角程心想到的办法——在气泡的路上安排一些质量使超光速气泡成为可能。(当然,安排这些质量的过程本身只能用亚光速速度。)
但是后来,物理学家发现了更多的问题,例如要产生超光速十倍的气泡,气泡壁的厚度变得非常小,小到量子引力效应不可忽略。这么薄的气泡壁将包含不可思议的能量。还有人发现,气泡内的霍金辐射会毁灭整个气泡。
物理学家们真的可以制造出超光速时空气泡吗?也许我们会不断发现不可能的原因,这样,我们就不必面对下面的疑问:如何解决超光速运动引起的祖父悖论?即使用Alcubierre气泡,我们也逃避不了这个悖论。至于如何利用曲速制造时光机帮助我们访问过去,那就是是另一个话题了。那么,如果你想见识一下飞船在曲速飞行时有多快,就不妨看看《星际迷航:暗黑无界》吧。
曲速引擎
超曲速(transwarp)被多次使用,指的是曲速引擎的高阶形式,常为博格人所使用;但也是一项不成功的星际舰队开发计划的课题,出现在电影石破天惊中。如同欲进入曲速而不会用上无限多的能量,是要在星舰的周遭产生曲速场来突破光速障(在我们的宇宙中是个理论上不可能的事件);相似地,也需要超曲速场来达到非常高的超光速速率(使得船舰能在很短时间内横越银河等级的距离。)
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