星際迷航中的古怪科技
《星際迷航》作為美國著名的科幻影視系列，從上世紀60年代以來就開始陸續(xù)上映和播出。劇中預言了許多在23世紀才會出現(xiàn)的東西，但它早期的一些預言在今天已經(jīng)不新鮮了——板磚大小的“通信器”無異于原始的大哥大，“宇宙翻譯器”和美軍在伊拉克使用的“詞句翻譯機”一般無二，“企業(yè)號”船長寫日記時使用的“PADD”便攜式電腦，其實就是ipad。
不過，這些發(fā)展迅速的科技主要是通信和顯示技術，而《星際迷航》中最核心的預言——時空傳送器和超光速旅行，卻在現(xiàn)實中連個影子都沒有，讓我們感覺到現(xiàn)實仍然與那個神奇的科幻世界相差甚遠。
在《星際迷航》中，時空傳送器是一個可以移動人和物體的裝置。當這臺機器啟動時，機器裝置中的人會消失，瞬間在遙遠時空中另一臺傳送器中出現(xiàn)，借助于時空傳送器，人類可以無視天涯海角般的距離，在宇宙各處閃來閃去。可惜的是，嚴肅的科學家們無法接受時空傳送器的工作原理——復制一個人的信息后銷毀人體，在宇宙的另一處提取信息后重塑人體——這樣會死人的。而且，一個人身體內大約有10 25原子，要復制并且傳輸這些原子的信息，需要的信息量是無法想象的?？茖W家根據(jù)人體的結構做過計算，要傳輸一個人類細胞大約需要100億比特的信息量，要傳輸一個人最少需要的數(shù)據(jù)量有1042次方比特，在現(xiàn)有的帶寬下，《星際迷航》中兩三秒內搞定的傳輸實際上要耗去1015次方年，這顯然是沒有意義的。所以，若想實現(xiàn)星際迷航，時空傳送器是靠不住的。
超光速能實現(xiàn)么？
那么超光速旅行的情況又如何呢？《星際迷航》中的“世界聯(lián)邦”擁有數(shù)十光年的疆域，但“企業(yè)號”的船員在數(shù)周內就可以穿越這些距離，他們依靠的是一種名為“翹曲航行”的技術，使星際飛船可以超越光速飛行，但現(xiàn)實中這是可以做到的么？愛因斯坦的相對論表明，沒有物體可以超越光速，迄今為止，無論是傳統(tǒng)的化學火箭還是最新式的VASIMR（一種強大的等離子火箭）都不可能接近光速。那么影視中的“翹曲航行”能否實現(xiàn)星際旅行呢？
墨西哥理論物理學家米格爾·阿庫別瑞找到了一種方法，可以在不違反相對論的情況下實現(xiàn)超光速。阿庫別瑞認為，超光速航行需要一種“曲速引擎”來帶動。這種引擎以波動的方式展延空間，導致星際飛船前方的空間收縮而后方的空間擴張，前后所連成的軸向即為飛船想要航行的方向。如此一來，星際飛船仿佛是在一段平坦正常的空間內乘著波動前進，這一空間稱為“曲速泡”。既然船在曲速泡內并沒有真正地移動，而是由曲速泡帶著船走，那么廣義相對論中對于物體速度不可超過光速的限制就派不上用場了。
阿庫別瑞的科學理論竟然與《星際迷航》中的“翹曲航行”不謀而合，這給了一些科學家少許信心——也許用“曲速引擎”來做星際迷航的瘋狂想法并非是可望而不可及的。
阿庫別瑞的“曲速引擎”仍然停留在理論階段，但是美國宇航局（NASA）的科學家哈羅德·桑尼·懷特已經(jīng)迫不及待地開始試探這種理論的可行性了。他在約翰遜航天中心建立了一套名為“懷特—朱迪曲速干涉儀”的實驗裝置，試圖使用一束激光來觸發(fā)空間扭曲。懷特希望能觀察到光子周圍的空間發(fā)生扭曲，從而使其在不改變速度的情況下運行更遠的距離。
懷特對此這項實驗是有信心的，他認為，宇宙在大爆炸之后存在過一個暴漲時期，當時宇宙中任意兩點之間都會以極高的速度相互遠離，既然大自然能夠做到這一點，人類也應該能做到。不過他也承認，即使實驗成功，激光產(chǎn)生的空間扭曲也是非常少的，這無法和真正意義上的“曲速引擎”相比，但是懷特仍然認為自己“粗陋不堪的實驗”邁出了令人興奮的第一步。
危險的“翹曲航行”
與懷特不同，美國約翰·霍普金斯大學物理學家威廉·艾德斯坦更多地表示了擔憂。他認為，如果星際飛船真的能夠超越光速，這對于船員和飛船將是非常危險的。在太空中，每立方厘米的空間中大約只含有兩個氫原子，這對低速太空飛行來說不算什么，但是如果飛船的速度接近光速，這些孤獨的小原子們就會變成致命的太空地雷?？臻g中的氫原子會不斷撞擊超光速運行的飛船，產(chǎn)生的氫原子輻射劑量將達到人類致死劑量的十倍，這么大的能量不僅會殺死船員，也會破壞船上的電子設備。
另外，由于飛船的速度比光快，飛船內部發(fā)出的信號很難追上阿庫別瑞理論中“曲速泡”的前端，那么應該怎樣發(fā)出指令讓“曲速引擎”開始或者停止壓縮這部分空間呢？很明顯，這種飛船將很難啟動或者停下來。
能否使用“曲速引擎”進行星際旅行，科學家們莫衷一是，但是有一點是確定的——如果要實現(xiàn)星際旅行，我們必須要接近乃至超越光速，在找到更加合適的航行方式之前，科學家們將繼續(xù)探尋“翹曲航行”的可能性。
