打破宇宙速度極限，愛(ài)因斯坦說(shuō)這是不可能的，但是Jennifer Ouellette說(shuō)仍有一些科學(xué)家嘗試打破這個(gè)極限——即使它意味著扭曲物理定律。
去年夏天，歐洲的名為奧佩拉（乳膠追蹤中微子震蕩計(jì)劃）的中微子實(shí)驗(yàn)震驚了全世界，他們最初宣布了中微子以極其微弱的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了超光速，而計(jì)時(shí)結(jié)果顯示兩者差距不足一秒。這一消息的風(fēng)頭甚至在短時(shí)內(nèi)蓋過(guò)了大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)正在進(jìn)行的尋找希格斯玻色子的風(fēng)頭，而尋找希格斯玻色子的努力是被更廣泛認(rèn)可的。
盡管科學(xué)家對(duì)此諱莫如深，但是人們的想象力一下子從中微子跳到了能夠?qū)崿F(xiàn)快速星際旅行的真正意義上的宇宙飛船。畢竟幾十年來(lái)，科幻小說(shuō)的主打看點(diǎn)就是對(duì)實(shí)現(xiàn)超光速旅行的展望，從蟲(chóng)洞還有《星際迷航》最初的翹曲飛行，直到發(fā)生在SyFy重新包裝的《太空堡壘卡拉狄加》里的橋段，用超光速的“跳躍”來(lái)逃離賽昂人的方法，都體現(xiàn)了這一點(diǎn)。如果用現(xiàn)在的推進(jìn)技術(shù)，要穿越廣袤的宇宙，恐怕要花上幾年、幾十年甚至幾個(gè)世紀(jì)——如果在影視作品中像這樣如實(shí)描述平淡無(wú)奇的太空旅行很可能會(huì)引起觀眾一陣質(zhì)疑 ：“神馬情況？”
所以即使中微子僅僅以納米秒級(jí)的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先光速，而且這個(gè)結(jié)果仍值得商榷，但是在奧佩拉宣布這一結(jié)果之后，必然會(huì)引起一陣激動(dòng)。雖然以這一優(yōu)勢(shì)很難逃脫賽昂人，但是仍然比光快，光速可是阿爾伯特.愛(ài)因斯坦早在1905年就設(shè)定好的宇宙速度的極限啊。
而不幸的是，當(dāng)初的興奮還為時(shí)過(guò)早：奧佩拉的結(jié)果是不正確的，這一切都是因?yàn)樾?zhǔn)誤差。用來(lái)確定中微子全程用時(shí)的GPS系統(tǒng)的電纜連接錯(cuò)誤是罪魁禍?zhǔn)?。不解風(fēng)情的愛(ài)因斯坦又贏了。
而如果要說(shuō)奧佩拉事件真的告訴了我們什么的話(huà)，那就是繼續(xù)給人以想象空間的超光速這個(gè)概念。正如最近好萊塢電影編劇Zack Stentz（他是《托爾》，又名《維京人在宇宙》的編劇）在一次以探討超級(jí)英雄科學(xué)性為主題的洛杉磯座談中說(shuō)到：“每個(gè)想要在（有生之年）逃離太陽(yáng)系的科幻小說(shuō)家都深知這一點(diǎn)。正是飛躍的信念才讓你們可以將故事娓娓道來(lái)，彰顯出更加宏偉的畫(huà)卷?！?/div>
無(wú)法改變的物理定律
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“飛躍的信念”是用在這里是特別恰如其分的。因?yàn)槭聦?shí)就是我們永遠(yuǎn)不可能以超光速的速度旅行，這是在至少目前為止已經(jīng)建立起來(lái)的物理學(xué)大廈基礎(chǔ)上的理解。
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對(duì)于任何擁有很大加速的物質(zhì)來(lái)說(shuō)——以大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)里的質(zhì)子為例——它吸收著能量，如果需要進(jìn)一步的加速，總是需要再多一點(diǎn)點(diǎn)的能量。大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)是我們擁有最龐大的以及最高速度的粒子加速器，它可以將粒子的速度推到我們能夠達(dá)到的最接近光速的速度，但是它從來(lái)沒(méi)有創(chuàng)造過(guò)完全達(dá)到過(guò)光速的記錄。如果某個(gè)質(zhì)子真的達(dá)到了那個(gè)速度，如果它需要更快速度的話(huà)，那需要的能量也是無(wú)窮的，而我們并沒(méi)有供給無(wú)窮能量的能力。
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方程式從來(lái)不說(shuō)謊，特別是那些在超過(guò)一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里已經(jīng)經(jīng)過(guò)了無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和反復(fù)驗(yàn)證的方程式。光速，從現(xiàn)實(shí)的任何一方面來(lái)看，是一道無(wú)法逾越的鴻溝。
但是物理學(xué)家如果這般容易地繳械投降的話(huà)，那他們永遠(yuǎn)不會(huì)有進(jìn)步，沒(méi)有人認(rèn)為愛(ài)因斯坦的理論會(huì)永遠(yuǎn)說(shuō)得算。即使到目前為止沒(méi)有任何實(shí)驗(yàn)支撐這一點(diǎn)，很多科學(xué)家仍很樂(lè)意思考推翻相對(duì)論的可能性。
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叫做速子的假想粒子能夠打通光速的壁壘，它是在超光速方面最早提出的假設(shè)之一。結(jié)果證明它更像是一種數(shù)學(xué)模型打造出來(lái)的人造物質(zhì)而不是一種實(shí)際的物理意義上的粒子。
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然而，奧佩拉引起興奮之情的另一個(gè)原因可以追溯到1985年，物理學(xué)家提出一些高能量的中微子真的可能成為速子，它們能夠和未知的場(chǎng)強(qiáng)互動(dòng)，使得它們有足夠的能量支撐來(lái)突破壁壘。這種類(lèi)速子的中微子可能會(huì)取代光子成為宇宙中最快的粒子。
奧佩拉的校準(zhǔn)誤差將那些希望完全粉碎了，但是還是有很多的潛在的漏洞讓我們來(lái)探索，比如星際迷航版的翹曲引擎機(jī)理，這個(gè)假設(shè)是由墨西哥物理學(xué)家Miguel Alcubierre在1994年首先提出的。在廣義相對(duì)論中，時(shí)空是動(dòng)態(tài)的，不是靜止的，它會(huì)隨著巨大能量的存在而扭曲和彎曲。Alcubierre假設(shè)我們有可能把宇宙飛船包裹在“曲速泡”里，在飛船之前的空間會(huì)塌縮，在其之后的空間會(huì)延展，這樣它就超過(guò)光速了。但是在那個(gè)泡泡里面的時(shí)空在本質(zhì)上保持平坦，從技術(shù)意義上來(lái)說(shuō)，飛船“遵循”著宇宙速度的極限。
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唉，我們又再次面臨著能量問(wèn)題：要達(dá)到那樣的時(shí)空彎曲程度是需要巨大的能量——需要相當(dāng)?shù)呢?fù)能量——其當(dāng)量相當(dāng)于木星的質(zhì)量。要驅(qū)動(dòng)宇宙飛船穿越銀河系需要的能量會(huì)比我們?cè)谡麄€(gè)宇宙中尋找到的總量還要多。翹曲引擎的環(huán)形設(shè)計(jì)能更加節(jié)約能量，在最近一次星際空間飛行的研討會(huì)上就探討了這樣的設(shè)計(jì)，他給倔強(qiáng)的宇宙信徒帶來(lái)了一絲希望，未來(lái)幾代人把翹曲引擎變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的希望。
然而就目前我們所知的廣義相對(duì)論和量子場(chǎng)論來(lái)說(shuō)，“這幾乎是不可能完成的任務(wù)，”一位宇宙學(xué)家Ken Olum在塔夫茨大學(xué)說(shuō)到?！爱?dāng)然，如果談到量子引力，情況就難以捉摸了，因?yàn)槲覀冞€不知道那究竟是什么。”
前NASA科學(xué)家Kevin Grazier是《太空堡壘卡拉狄加》科技顧問(wèn)，他說(shuō)在系列劇中，他們就運(yùn)用了阿庫(kù)別瑞（Alcubierre）版的翹曲引擎來(lái)啟動(dòng)“跳躍式驅(qū)動(dòng)”。在這個(gè)科幻的世界里，人類(lèi)殖民者將電磁理論和重力理論結(jié)合了起來(lái)，這樣就建立了一個(gè)非常強(qiáng)烈的電磁場(chǎng)，它從功能上就等同于創(chuàng)造了一個(gè)能夠扭曲時(shí)空的強(qiáng)重力場(chǎng)，而翹曲引擎就是建立在這樣的假設(shè)之上的。把這個(gè)新穎的科幻故事變成真正的現(xiàn)實(shí)又是另外一件事了。
Brane gain
膜宇宙
如果我們真的要賭上一把的話(huà)，Olum覺(jué)得如果一些艱澀的理論，比如從超玄理論引申出來(lái)的理論是正確的話(huà)，超光速旅行就會(huì)成為可能。
我們居住在四維的時(shí)空里，但是通過(guò)超玄理論的不同排列情況告訴我們說(shuō)我們的宇宙只是眾多宇宙中的一個(gè)，它們共存于一個(gè)五維時(shí)空的泡泡里，我們稱(chēng)之為“體宇宙”。在體宇宙中，我們的宇宙和其它的宇宙平行地排列在一起，就好像書(shū)本的書(shū)頁(yè)一樣。Olum解釋道，假設(shè)說(shuō)，如果有人可以在體宇宙中尋找到捷徑，那比起在四維平面，我們也稱(chēng)之為膜的空間里旅行，他就能夠更快地快到達(dá)你的目的地。
即使這個(gè)理論能夠成立，還有個(gè)懸而未決的問(wèn)題?！霸谀だ碚撝?，只有引力子才能在體宇宙里穿梭?！監(jiān)lum說(shuō)。所以我們就需要發(fā)明一種機(jī)器，它能夠掃描對(duì)象，并且將信息以引力子的形式傳輸?shù)搅硪欢说牡诙€(gè)機(jī)器中，這樣就能夠重構(gòu)對(duì)象——這就令人想起了瞬間轉(zhuǎn)移，而僅僅通過(guò)引力子就能實(shí)現(xiàn)。
考慮到目前我們?cè)谧罱o力的加速器中還沒(méi)有觀察到引力子的存在，而目前的遠(yuǎn)傳記錄僅僅是將一小束原子遠(yuǎn)傳到了143千米（88英里）以外，一切是在沒(méi)有賽昂人干擾下完成的，于是完全實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳機(jī)器的情景也僅僅只能牢牢定格在在科幻小說(shuō)的領(lǐng)域中，至少目前來(lái)說(shuō)，情況是這樣的。科學(xué)在進(jìn)步，但是進(jìn)步太緩慢了，現(xiàn)在科學(xué)的步伐和光速之間簡(jiǎn)直差了十萬(wàn)八千里。
