太空飛船可以通過(guò)翹曲飛行瞬間到達(dá)目的地，在科幻影視《星際迷航》的世界中，人類可以借助這項(xiàng)顛覆理論物理學(xué)的技術(shù)，穿越銀河系到達(dá)充滿外星人的多顆行星。
這種飛行模式似乎已經(jīng)超越了愛(ài)因斯坦的理論，根據(jù)相對(duì)論，任何物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度不可超越光速。在該電影中，翹曲因子1級(jí)相當(dāng)于光速，而翹曲因子9級(jí)則是光速的2000倍被以上。真空中的光速是每秒299,792公里，翹曲因子9飛行的速度照此計(jì)算的話，是每秒近6億公里，這樣的速度現(xiàn)實(shí)中的科學(xué)家目前沒(méi)有人認(rèn)為能實(shí)現(xiàn)。
原NASA科學(xué)家，現(xiàn)在從屬于日本的宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)的詹姆斯·奧多諾休，想通過(guò)形象直觀的畫(huà)面展示：如果人類宇宙能夠?qū)崿F(xiàn)翹曲速度飛行速度，將會(huì)有多么驚人的效果。他以電影星際迷航中的的企業(yè)號(hào)宇宙飛船為模型，制作了一個(gè)動(dòng)畫(huà)片來(lái)展示太陽(yáng)系中的翹曲飛行，根據(jù)奧多諾休的動(dòng)畫(huà)，以接近最快的翹曲速度從太陽(yáng)到達(dá)冥王星大約需要10秒鐘，而到達(dá)距離最近的恒星半人馬座α星需要18個(gè)小時(shí)。
奧多諾休試圖以不同的速度將出現(xiàn)在新星際迷航中的企業(yè)號(hào)宇宙飛船從太陽(yáng)發(fā)送到冥王星，企業(yè)號(hào)是由讓·盧克·皮卡德艦長(zhǎng)率領(lǐng)的航天器。這位行星科學(xué)家創(chuàng)作的最新動(dòng)畫(huà)同時(shí)揭示了虛構(gòu)的宇宙飛船翹曲飛行的現(xiàn)實(shí)含義。
他表示，即使動(dòng)畫(huà)片中以超光速運(yùn)行，也會(huì)讓人對(duì)宇宙旅行很失望。詹姆斯·奧多諾休10月7日在推特上發(fā)布的視頻，似乎讓我們的期待落空了。他接受媒體采訪時(shí)表示：我對(duì)太陽(yáng)系與外界之間的距離深感失落。那么他為什么會(huì)失落呢？
在《星際迷航》的宇宙中，不存在關(guān)于“功率因子”的絕對(duì)不變的尺度，出現(xiàn)了多個(gè)相互矛盾的數(shù)字。盡管如此《新星際迷航》系列的技術(shù)顧問(wèn)里克·斯特恩巴赫和邁克爾·奧庫(kù)達(dá)于1991年出版的技術(shù)手冊(cè)中還是有一定數(shù)據(jù)的。奧多諾休據(jù)此數(shù)據(jù)創(chuàng)建了該動(dòng)畫(huà)。
根據(jù)該數(shù)據(jù)，1級(jí)翹曲因子與光速一樣快，上圖顯示了該速度下地球和月球的運(yùn)動(dòng)。你可以圖片左側(cè)的黃色太陽(yáng)上方觀察飛船的移動(dòng)速度。下面的白色字體分別表示八大行星和冥王星的位置。
企業(yè)號(hào)以1級(jí)翹曲相當(dāng)于光速飛行，看上去好像在太陽(yáng)上靜止不動(dòng)一樣。直到翹曲速度達(dá)到5級(jí)，您可以觀察左側(cè)飛船在浩瀚太陽(yáng)系中的明顯移動(dòng)。如果以1級(jí)翹曲與光速相同的速度行進(jìn)，需要5小時(shí)28分鐘可到達(dá)距太陽(yáng)約59億公里的冥王星，到達(dá)距離太陽(yáng)最近的恒星比鄰星大約需要4年3個(gè)月。5級(jí)翹曲的速度是光速的213倍，以這種速度從太陽(yáng)到冥王星的旅程僅需1分30秒，不過(guò)到達(dá)比鄰星還是需要漫長(zhǎng)的一周。
翹曲系數(shù)的上限是9.99，是光速的約2100倍。在翹曲因子的上限9.9級(jí)中，到達(dá)冥王星的短暫旅程不到10秒（見(jiàn)下圖），而前往比鄰星就需要一次18小時(shí)的飛船之旅。
奧多諾休在動(dòng)畫(huà)片中展示了企業(yè)號(hào)從太陽(yáng)到冥王星的穿越太陽(yáng)系的整個(gè)過(guò)程。從翹曲因子1級(jí)開(kāi)始，最后加速到翹曲因子9.9級(jí)。
最快的9.9級(jí)翹曲比現(xiàn)實(shí)中空間物理學(xué)的速度快數(shù)千倍。但是即便如此，從銀河系的一端到另外一端端移動(dòng)也需要96年，相比人類的平均預(yù)期壽命還要多10多年。銀河系是由數(shù)千億顆恒星組成的，根據(jù)最新的研究，它的跨度仍然在擴(kuò)大，有可能超過(guò)150,000到200,000光年。
星際迷航下一代技術(shù)手冊(cè)中提到，企業(yè)號(hào)最快的“超級(jí)翹曲”是光速的約8323倍。即使以這樣的速度飛行，從頭到尾穿越銀河也需要24年。而到達(dá)距離我們250萬(wàn)光年的仙女座星系的旅程則需要大約300年，仙女座星系是距離銀河系最近的星系。
現(xiàn)在你應(yīng)該明白了吧，即使我們制造出來(lái)有史以來(lái)最快的航天器，也不太可能達(dá)到光速的0.1%。我們想要去往其河外星系，即便是光速的8000多倍，也需要300年。而我們只有不到區(qū)區(qū)100年的壽命。
人類制造史上最快的航天器，與太陽(yáng)的相對(duì)速度是秒速192公里，即時(shí)速約69.2萬(wàn)公里。NASA的帕克太陽(yáng)探測(cè)器于2018年8月發(fā)射，以極快的速度繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，達(dá)到了這一速度。如果您以這種速度從太陽(yáng)飛到冥王星，仍然需要花費(fèi)近一年的時(shí)間。
突破性星散項(xiàng)目的工程師們正在努力通過(guò)納米飛行器實(shí)現(xiàn)接近光速的運(yùn)動(dòng)。一束強(qiáng)大的激光束被施加到光帆上，該光帆反射光以使其加速，并最終穿過(guò)附近的恒星如半人馬座P比鄰星，比鄰星屬于紅矮星，可能是適合生命存在的星球。
但是即使它以計(jì)劃中的光速20％的速度飛行，納米飛行器還是需要21年以上的時(shí)間才能飛到附近的恒星系統(tǒng)拍照，此外發(fā)送圖像數(shù)據(jù)的無(wú)線電信號(hào)以光速移動(dòng)返回地球的接收天線，還需要花費(fèi)額外的4.24年時(shí)間。
這么一想，確實(shí)讓我們感覺(jué)到了人類之孤獨(dú)和宇宙之大。當(dāng)然所有這些并不會(huì)讓科學(xué)家們泄氣。人類向宇宙前行的勇氣只會(huì)更大，探索宇宙的精神將永不磨滅！
后續(xù)系列的《星際迷航：皮卡德》將于2020年1月23日在美國(guó)和加拿大的CBS All Access首映，1月24日該節(jié)目將在200多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的亞馬遜金牌會(huì)員網(wǎng)址上播放，期待新片中有更加奇幻創(chuàng)新的科技展現(xiàn)。
參考資料：https://www.businessinsider.jp/post-200182
聯(lián)系客服
