곡률 구동이 정말 빛의 속도에 도달할 수 있을까요? 이제 곡률 구동이 가능합니까?

인간은 선천적으로 속도에 집착한다. 더 빠른 속도를 추구하기 위해 운동선수들은 좀 더 과학적인 훈련을 통해 계속해서 육상 세계 기록을 경신할 수 있고, 엔지니어들도 더 빠른 속도의 스포츠카와 자동차를 끊임없이 연구하고 출시하고 있다. 2018년 미국 보잉사는 마하 5 수준(시속 6,100km 초과)의 군용 및 민간용 극초음속 유인 항공기에 대한 개념과 계획을 잇달아 발표했다. 미래의 여행이 별의 바다라면, 그런 '고속'은 정말 달팽이처럼 '느리다'. 성간 공간에 도달하려면 항공기의 속도가 빛의 속도(초속 3,000km, 시속 1,000만km 이상)의 1% 이상에 도달해야 한다는 것이 항해의 목표다. 지구"는 지구의 속도에 도달하는 데 500년의 가속이 걸립니다. 가장 가까운 항성계에 도달하려면 5분의 1백만년이 걸립니다. 따라서 미래의 성간 항해에서는 유체 추진 항공기를 작동시키는 전통적인 동력 방식이 실현 가능하지 않습니다. 결과적으로 과학자들은 마음을 열고 기존 이론의 틀 내에서 다양한 탐색 방법을 "설계"했으며 곡률 구동도 그중 하나였습니다.

곡률 구동 개념은 1994년 멕시코 물리학자 미구엘 알쿠비에르(Miguel Alcubierre)가 처음 제안했습니다. 이론적 근거는 우주에 대한 인간의 관찰에 기초하여 우주의 모양이 평평하지 않다고 믿는 것입니다. 우주의 우주선이 특정 기술을 사용할 수 있다면 일정한 곡률이 있습니다. 그것을 만드십시오. 그 뒤에 있는 공간의 곡률은 더 작아지고, 더 "매끄러워집니다". 그러면 우주선은 그 앞에 있는 더 큰 곡률을 가진 공간에 의해 "당겨질" 것입니다. 우주선 앞의 공간은 줄어들고 뒤의 공간은 줄어듭니다. 공간 확장 방식은 우주선을 구동하지만 우주선 자체는 실제로는 "정지"된 상태일 뿐입니다. 여기서 시공간 곡률은 영향을 받지 않으며, 우주선의 "이동"은 실제로 이 워프 버블을 "타는 것"이며, 이 구상된 구동 방법은 곡률 구동으로 간주됩니다. 곡률추진은 우주접이처럼 목적지에 순간적으로 도달할 수는 없지만 빛의 속도에 무한히 가까운 속도로 우주선이 항해하는 것은 가능하다. 일부 과학자들은 이 구동 방식이 공간의 '수축과 팽창' 효과를 활용하고 시공간 자체가 빛의 속도에 의해 제한되지 않기 때문에 곡률 우주선은 이론적으로 물리학을 위반하지 않고 초광속으로 비행할 수 있다고 믿고 있습니다. . "가장 빠른 빛의 속도" 제한.

곡률 비행에 관해서는 비누 보트 실험을 비유로 사용할 수 있습니다. "삼체 III: 죽음 영생"에서 Cheng Xin과 Ai AA도 비누 보트 실험에서 영감을 얻어 윤티안밍의 해석을 해독했습니다. 마지막 힌트가 주어졌습니다. 실험 원리는 곡률 비행과 유사합니다. 물 위에 작은 종이배를 올려놓으면 물의 표면 장력(곡률)으로 인해 비누를 선미에 놓으면 종이배가 물 위에 뜨게 됩니다. 보트의 경우 비누에는 계면활성제가 포함되어 있어 물의 표면장력을 감소시킬 수 있으므로 비누가 물에 용해되면 보트 뒤쪽의 수면 표면장력이 감소하고 보트 앞쪽의 표면장력이 감소합니다. 이는 변함없이 유지됩니다. 이는 줄다리기처럼 보트를 앞으로 "당깁니다". 보트 자체에는 동기가 없습니다.

곡률 비행은 인간이 성간 여행이라는 꿈을 실현할 수 있기 때문에 이 꿈은 아직 현실과는 거리가 멀다. '곡률 비행'은 아직은 이론적인 가능성일 뿐이고, 기본 이론과 초월적인 돌파구가 없다면 인간 기술에서 곡률 비행은 공상 과학 소설과 영화에 항상 존재합니다. 기술적인 문제는 말할 것도 없고, 기존 이론에 따르면 곡률 비행에 필요한 에너지는 매우 크다. 곡률 비행으로 원자를 1광년 떨어진 곳으로 이동시키는 데는 태양 두 개 정도의 에너지가 모두 소모된다. 이러한 초고에너지 소비는 아직 제1종 문명에 도달하지 못한 인간이 감당할 수 없는 수준입니다. 우주선을 운전한다면 어쩌면 우주 전체의 에너지가 충분하지 않을 수도 있습니다.

어쨌든 적어도 곡률 운전은 인간에게 이론적 방향을 제시합니다. 미래에는 인간이 할 수 없지 않을까? 결국, 미래에는 셀 수 없이 많은 가능성이 있습니다.

이론적으로는 워프 엔진을 빛의 속도에 도달하거나 심지어 그 이상으로 구동하는 것이 가능하지만 아직은 환상적 탐구 단계에 있다.

이 엔진의 이론적 기초는 일반 상대성 이론입니다. 중력은 시공간을 왜곡시킬 수 있으며, 이는 시공간을 접는다는 의미로도 볼 수 있습니다. 예를 들어 직사각형 종이를 가운데에서 반으로 접으면 두 끝의 가장자리가 접히게 됩니다. 개미는 즉시 종이의 반대쪽 끝으로 이동할 수 있으므로 종이 중앙에서 먼 거리를 기어 다닐 필요가 없습니다.

1광년의 시공간을 이렇게 접으면 이 광년이 한걸음에 지나가지 않을까요? 빛의 속도보다 몇 배나 빠른가?

아인슈타인의 상대성 이론은 빛의 속도를 우리 우주에서 가장 빠른 속도로 설정합니다. 수백 년간의 연습과 관찰을 통해 질량을 가진 어떤 물체도 이 규칙을 깨뜨릴 수 없으며, 그 누구도 뚫을 수 없습니다. 부숴. . 미래에는 인류가 그 광대한 우주를 어떻게 여행하게 될까요? 속도 병목 현상을 극복하는 방법.

워프 엔진은 인류에게 희미한 희망을 주는 것 같다. 공간과 시간이 접히는 이 같은 도약은 시간 팽창 효과에 영향을 받지 않고 빛의 속도의 한계를 깨뜨릴 수 있다. 인간의 성간 항법의 속도 병목 현상에 대한 획기적인 발전입니다.

현재 곡률 엔진 개념에 대한 통일된 이해가 없습니다.

미국 NASA의 과학자들이 워프 엔진에 대한 연구를 진행하고 공식 곡률 현장 연구 보고서도 발표했다고 합니다(위 및 아래 첨부 사진 참조). 인터넷에는 워프 드라이브 연구의 기본 설명인 60페이지가 포함되어 있습니다.

그러나 또 다른 뉴스에 따르면 NASA의 연구에는 "EM 드라이브"라는 일련의 동력 장치를 통해 추진력을 얻는 또 다른 접근 방식이 있습니다. (위 사진 참조)

하지만 이 장치는 일반적인 의미에서 시간과 공간을 왜곡시켜 발전하는 '워프 엔진'이 아니다. 그 작동 원리는 사실 전자기파에 의해 발생하는 에너지의 일부다. 원뿔 모양의 금속으로 둘러싸인 공간. 외부 세계는 이 기술이 물리학의 운동량 보존 법칙에 위배된다고 생각하면서 이 기술에 동의하지 않습니다.

그런데 여기서 말하는 내용은 서로 다른 두 가지인 것 같습니다.

이 문제에 찬물을 끼얹는 과학자들은 그렇지 않다고 말합니다.

캘리포니아 공과대학의 이론물리학자 션 캐롤은 NASA의 보고서를 자세히 연구한 결과 실현 불가능한 결론에 도달했다.

그는 워프 필드에서 우주선이 음의 에너지를 사용해 앞의 공간을 탐색하고 뒤의 공간을 확장해야 한다고 믿지만, 지금까지 이 음의 에너지가 무엇인지, 어떻게 되는지는 아무도 모른다. .을 활용하세요.

따라서 이 보고서는 단지 이론물리학의 세세한 부분까지 차려입을 뿐이고 너무 이상주의적입니다. 향후 1000년 안에 실현 가능성은 0이다.

실제로 인간은 물 한 컵도 끓일 수 없는 반물질만을 포착했을 뿐이고, 음에너지는 여전히 이론적인 미스터리다. 따라서 많은 양의 음의 에너지를 필요로 하는 워프 속도 항법은 현재에서만 실현될 수 있습니다.

하지만 인간이 깊은 우주로 들어가려면 빛의 장벽의 속도를 돌파할 수 있는 방법을 찾아야 하고, 그렇지 않으면 태양계에서만 활동할 수 있다. 이론적으로 획기적인 발전을 이루거나 새로운 방법을 찾으십시오.

이론적으로 곡률 구동은 초광속이라는 꿈을 실현할 수 있지만, 현재 인간의 기술로는 도달할 수 없고, 앞으로도 곡률 구동이 실현될 수 있을지도 장담하기 어렵다.

아인슈타인의 특수 상대성 이론에는 빛의 속도에 대한 요구 사항이 있습니다. 정지 질량을 가진 물체는 결코 빛의 속도에 도달하지 않습니다. 이는 기술의 한계가 아닙니다. 이는 인간이 태양계 내에서 빛의 속도에 의해 제한된다는 것을 의미하며, 우리에게 가장 가까운 별은 4.22광년 떨어진 프록시마 센타우리(Proxima Centauri)입니다. 현재 파커 태양 탐사선이 태양에 접근하면서 중력에 의해 가속될 때 우리의 가장 빠른 속도는 초당 약 70㎞다. 이 속도로 프록시마 센타우리까지 날아간다면 약 4285년이 걸린다.

현재 우리로부터 가장 멀리 떨어진 탐사선은 보이저 1호로, 약 42년 동안 비행을 해왔다. 평균 속도는 초당 약 17km로 우주 속도 3번째 속도 바로 위이며 우주에서 날아갈 수 있다. 태양계. 속도로 보면 태양계를 벗어나는 데 약 17,647년이 걸리고, 프록시마 센타우리까지 날아가는 데는 약 74,470년이 걸린다. 이것이 인류의 현 상황이다. 지구는 무한한 수명을 갖고 있지만 태양은 수명이 있다. 태양이 적색거성으로 진화하면 인간은 지구를 떠나야 성간 항해를 할 수 있다는 뜻이다. 미래.

아인슈타인의 일반상대성이론은 인류에게 희망을 주었다. 일반상대성이론에 따르면 공간과 시간은 휘어질 수 있다. 웜홀은 공간과 시간의 굴곡이 인류에게 남긴 희망이다. 그리고 우주 여행

시공간 곡률을 이용하는 것 외에도 곡률 구동도 있습니다. 시공간 곡률을 통해 초경량 운동이 이루어지면 속도가 다르다는 아인슈타인의 이론을 위반하지 않습니다. 우주의 초광량 충돌과 같이 빛의 크기는 초과할 수 없습니다. 곡률 구동에 대한 간단한 이해는 우주선 뒤의 시공간 곡률을 변경하여 우주선 앞의 시공간이 우주선을 앞으로 끌어당기는 것입니다. 작은 종이배를 만들어서 배 뒷면에 구멍을 뚫고 그 위에 비누를 바르면 배가 스스로 앞으로 나아가게 되는데, 이는 비누가 물을 녹이면 물의 장력이 줄어들기 때문이다. 보트는 앞쪽의 더 큰 긴장감에 끌립니다.

곡률 구동이 정말 빛의 속도에 도달할 수 있을까? 이제 곡률 구동이 가능합니까?

세상에서 이길 수 없는 유일한 무술은 속도뿐이다! 예전에는 세계의 다양한 무협 세력에 대한 평가였습니다! 물론 속도는 여전히 인류의 끊임없는 추구이지만, 내행성, 심지어 태양까지도 탐사하는 파커 탐사선조차 현재까지 속도는 여전히 200KM/S 안팎을 맴돌고 있습니다! 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리까지 가는 거리는 4광년 이상입니다. 이 속도로도 도달하려면 6,000년 이상이 걸립니다!

물론 이 속도가 로켓의 궁극적인 속도는 아닙니다. 결국 로켓은 이온 추진 기술의 발전과 심지어 핵융합 엔진의 획기적인 발전을 통해 여전히 탐구할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 앞으로도 우리의 속도는 더 높아질 수 있습니다! 하지만 우리가 아무리 열심히 일해도 항상 우리의 발걸음을 막는 천장이 있다는 사실을 눈치채셨는지 모르겠습니다. 이것이 바로 빛의 속도입니다! 왜냐하면 속도가 빛의 속도에 가까우면 질량 증가 효과로 인해 아무리 추력을 증가시켜도 항공기를 1M/S 더 빠르게 만드는 것이 불가능하기 때문입니다. 로켓의 역추력!

빛의 속도에 가까울수록 물체의 동적질량이 커집니다! 위의 그림은 뉴턴의 제2법칙과 로켓의 한계를 보여주고 있습니다. 물론 지금은 그 한계에 도달하기에는 멀지만 머지않아 진보의 한계가 우리를 가로막고 있다는 것은 얼마나 안타까운 일입니까? 저것? 빛의 속도에 도달하더라도 인간은 평생 동안 반경 10만 광년의 은하수를 횡단할 수 없기 때문입니다! 그렇다면 이 광속의 장벽을 넘을 수 있는 방법은 없을까요? 물론 존재하지만 모든 방법은 아직 문서에 나와 있습니다. 여기에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.

1. 워프 엔진

이 엔진의 원리는 공간의 탄력성을 사용합니다. 우주선이 앞으로 나아가는 이유는 공간 확장이 빛의 속도에 의해 제한되지 않기 때문인데, 여기에도 요구 사항이 있는데, 이는 <쓰리 바디>의 워프 드라이브와 <스타 트렉>의 워프 드라이브 두 가지 원리이지만, 동일하지만 그 효과는 완전히 동일합니다. 왜냐하면 워프 드라이브의 상한선은 빛의 속도이지만 워프 드라이브에는 상한선이 거의 없기 때문입니다!

위 사진은 워프 엔진의 기본으로, 곡률 공간 버블에 항공기가 감싸져 있습니다. (곡률 엔진에는 이런 과정이 없습니다.) 곡률 공간 버블 앞에 늘어난 공간이 생성됩니다. 그리고 그 뒤에는 압축된 공간이 있습니다! 앞쪽의 공간은 잡아당기고, 뒤쪽의 압축된 공간은 곡률공간거품을 앞으로 밀어냅니다! 하지만 움직이는 것은 곡률 공간 버블일 뿐이고, 내부의 항공기와 주변 곡률 공간 버블 사이에는 상대적인 변위가 없습니다! 항공기가 제한 속도에 도달했을 때 질량 증가 효과를 완벽하게 회피합니다! 곡률 엔진은 곡률 공간 버블에 싸여 있지 않기 때문에 여전히 공간에 대한 변위를 가지므로 곡률 엔진의 상한선은 여전히 ​​빛의 속도입니다!

그러나 이론적으로 말하면, 공간에 대한 상대 변위를 갖는 엔진은 여전히 ​​질량 증가 효과를 극복할 수 없습니다. 무한 질량 항공기를 더 빠르게 추진하는 것은 불가능하므로 곡률 항공기는 빛의 속도에 도달할 수 없다고 생각합니다! 물론, 지금까지 우리는 워프 엔진이나 워프 엔진 어느 쪽에서도 성과를 내지 못했고, 현재의 기술로 이런 엔진을 논하는 것은 꿈속에서 말하는 것과 다름없습니다!

2. 웜홀

<인터스텔라> 속 토성 근처의 웜홀은 영화 전체의 줄거리를 연결하는 핵심이다. 물론 이것은 엔진이 아니라, 아인슈타인-로젠 다리 형태로 먼 공간을 연결합니다. 이 터널에 진입하는 항공기는 3차원 공간에서 실제 거리를 이동할 필요가 없으며 터널을 통해 먼 우주에 직접 도달하게 됩니다!

위 사진처럼 강력한 에너지로 연결해보세요!

'인터스텔라' 속 웜홀을 통과하는 장면! 물론, 이는 웜홀 내부에 대한 우리의 상상일 뿐입니다. 그것이 실제로 존재하는지 여부는 이론적 근거가 완전하지 않기 때문에 우리의 능력을 넘어서는 것입니다!

과학자의 상상력은 무한하며, 엔진과 기술은 이러한 유형에만 국한되지 않습니다! 그러나 과학과 기술의 수준은 여전히 ​​제한적입니다. 기술 지원이 없으면 아무리 아름다운 상상이라도 여전히 폐지에 불과할 것입니다. 아마도 가까운 미래에 우리는 이 불가능한 엔진이나 웜홀을 실현할 수 있을 것입니다. 기다려 봐!

곡률 구동은 빛의 속도는 말할 것도 없고, 광속의 수십 배, 수백 배에 달할 뿐, 곡률 구동은 빛의 속도를 넘어설 수 있을 뿐입니다. 안닝병원 환자들의 두뇌!

많은 친구들이 공상 과학 영화 '스타 트렉'을 봤을 것입니다. 그 안에는 곡률 구동 기술을 사용하는 거대한 성간 우주선이 있습니다. 영화에서는 속도가 빛의 속도를 넘어설 수 있다고 하는데, 이 기술 이론이 실제로 현실적으로 실현 가능한 걸까요? 미래에는 인간이 곡률로 구동되는 경비행기보다 빠른 비행기를 만드는 것이 가능할까요?

워프 비행 개념은 '스타트렉'에서 처음 제안된 것이 아니다. 이미 1950년대 독일의 물리학자가 제안한 것이다. 그러나 당시 사람들은 그가 말도 안 되는 소리라고 생각했다. 실현하기가 불가능했지만 공상 과학 소설과 영화의 창작자들은 그것에서 영감을 얻었고 워프 속도로 날아가는 거대한 항공기가 영화에 등장했습니다.

곡률 중심 비행이란 정확히 무엇을 의미하나요? 사실, 그것은 이론물리학의 시공간 모델을 포함합니다. 워프 속도로 날고 싶다면 먼저 강력한 곡률 엔진이 있어야 합니다. 하지만 이 곡률 엔진은 엔진이 아니라 구조를 바꿀 수 있는 기계입니다. 곡률 엔진을 탑재한 우주선의 경우 곡률 엔진은 우주선 앞의 공간을 빠르게 구부리고 수축시키는 동시에 우주선 뒤의 공간을 빠르게 구부리고 확장할 수 있습니다. 우주선이 뒤쪽 공간을 빠져나와 앞쪽 공간으로 진입하면 많은 시간을 절약하게 된다. 우주선의 속도 자체는 빛의 속도에 도달하지 못하더라도 시간과 공간이 변하고 시간이 단축되기 때문에 등가이다. 빛의 속도에 도달하거나 초과하는 것.

그러나 시공간 구조를 바꾸는 것은 그리 간단한 일이 아니다. 우주에서 시공간 구조를 크게 바꿀 수 있는 유일한 거대한 물체는 블랙홀뿐이라는 것을 우리는 알고 있지만, 우주선에 블랙홀을 설치하는 것은 불가능하지만, 우주선 전후의 시공간을 바꾸려면 태양의 10억 배에 해당하는 에너지가 필요하다고 계산하는 사람들도 있는데, 이는 도저히 상상할 수 없는 일입니다.

또 다른 문제는 우주선 전후의 시공간이 왜곡되면 우주선이 빛의 속도에 도달하려면 중력장이 크게 다른 곳에 있게 된다는 점이다. 블랙홀 사건의 지평선 가장자리에 가까워질 만큼 강해야 합니다. 그러나 중력장이 이 수준까지 강하면 우리가 알고 있는 모든 물질은 산산조각이 나고 원자조차 존재하기 어려울 것입니다. 그러므로 그러한 우주선을 만드는 데는 어떤 재료가 사용되며, 어떤 보호를 받으며 그러한 우주선을 어떻게 만드는가 하는 것 역시 상상할 수 없는 문제이다.

그래서 현재로서는 곡률 구동을 이용해 빛의 속도나 초광속으로 비행하는 것은 이론적으로나 기술적으로 무익한 일이지만, 적어도 앞으로도 오랫동안 그런 비행 기술은 계속될 것입니다. 그것은 상상 속에 존재할 수 있지만 일부 과학자들은 기술적 어려움이 너무 크기 때문에 그러한 우주선이 적어도 10,000년 동안 나타나지 않을 것이라고 믿습니다.

워프 엔진이라고도 알려진 곡률 드라이브는 현재 과학이라기보다는 공상 과학 주제에 더 가깝습니다. 워프 엔진 기술을 사용하면 속도가 빛의 속도에 도달할 수 있을 뿐만 아니라 이론적으로 빛의 속도보다 몇 배 더 빨라질 수 있습니다!

워프 엔진의 원리는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 바탕을 두고 있으며, 우리가 있는 시공간은 평평하지도 않고, 정지하지도 않으며, 이러한 특성을 이용하여 휘어지고 압축되고 접힐 수 있습니다. 우주에서는 "빛보다 빠른 비행"이 가능합니다!

쉽게 말하면 '시공 버블' 안에 우주선이 위치해 우주선 앞뒤로 시공간을 몰아 공간을 압축하는 것이다. - 우주선 앞의 시간과 동시에 우주선 뒤의 공간을 확장함으로써 우주선은 비행을 실현할 수 있는데, 이전에는 우주선 자체가 날고 있던 것이 아니라 우주선이 있던 시공간 거품이었다. 초광속으로 움직이고 있던 것을 찾아냈습니다!

이 원리는 범선을 조종해 파도를 타는 것과 비슷하다. 공간과 시간의 속도 자체가 빛의 속도를 초과할 수 있기 때문에 우주선은 초광속으로 비행할 수 있습니다!

현재 인류의 기술은 워프 엔진 기술을 달성하기에는 거리가 멀고, 공간과 시간의 구조를 조작하려면 엄청난 양의 에너지가 필요하고, 동시에 우주선은 주변 공간과 시간의 안정성을 확보해야 합니다!

'삼체3: 사신영생'에서 헤일로는 곡률로 구동됐지만 한없이 광속에 가까웠는데 왜 200광년이 넘는 여행을 50시간밖에 안 걸렸나. , 누군가가 말했다

곡률 구동이 빛의 속도에 도달할 수 있는지 여부는 말할 것도 없고 실제로 이 아이디어를 가진 사람은 무지한 숭배자일 뿐입니다. 빛의 속도가 발생하므로 그는 빛의 속도에 도달하는 방법만을 꿈꿉니다.

곡률 엔진 또는 시간 셔틀은 시공간 곡률 이론에서 비롯됩니다. 기본 추정은 다음과 같습니다. 아인슈타인은 일반 상대성 이론에 대해 방귀를 뀌었고, 세계의 예스맨들은 방귀를 찾고 있습니다!

태양 근처를 지날 때 빛의 선이 휘어진다고 해서 거대한 천체가 시공간을 휘게 한다고 결론을 내릴 수 있을까요? 이것은 완전히 말도 안되는 일입니다!

우리 모두 알고 있듯이 태양 근처의 플라즈마 분포 밀도는 상대적으로 높습니다. 전자기파가 태양 근처를 통과하면 플라즈마와 함께 콤프턴 산란 효과를 방출할 기회가 더 많아지며 이로 인해 굴절됩니다. 빛의 경로는 줄어들고, 빛의 경로는 길어진다. 이것이 소위 중력 렌즈의 적색 편이의 본질이며, 시공간 곡률과는 아무런 관련이 없다.

물론 중력 새총 효과도 가능하다. 이는 다물체 문제에서 만유인력의 법칙이 발현된 것에 불과하며 라그랑지안 5점 이론으로 설명할 수 있다.

좋습니다. 이 답변은 여기서 끝납니다. 물리학의 뉴호라이즌스(New Horizons in Physics)에 관심을 갖고 물리논리학의 어려운 문제와 중국어와 영어를 모두 사용하여 토론해 보세요.