曲率驱动(曲率驱动器)
大家好,关于曲率驱动很多朋友都还不太明白,不知道是什么意思,那么今天我就来为大家分享一下关于曲率驱动器的相关知识,文章篇幅可能较长,还望大家耐心阅读,希望本篇文章对各位有所帮助!
1曲率驱动只能用一次吗
曲率驱动确实是只能用一次的,因为整体的使用上面只能够进行相对应的单次使用,它是属于相对应的单质的消耗品类目的一种,所以是只能使用一次
2曲率驱动 可以超光速还是接近光速?麻烦明白的大神讲一讲
曲率驱动:
指改变飞船周边空间特性变得逆力场
比如说,在太阳附近空间弯曲加大,时间相对于地球周边流逝速度变慢,在地球看粒子寿命变长,其实是粒子的衰变速度变慢。
那么曲率驱动就是反其道而行
将飞船周边及内部的空间变得平整(或者说逆弯曲)时间流逝速度变快,
从而飞船的极限速度(从地球这方测量)会超过光速,如果飞船在不开曲率驱动时能达到一半光速,那么在开启曲率驱动比如将时间流速变为地球的10倍,那么飞船就能达到5倍光速(从地球这变测量)而在飞船内部测量仍为一半光速航行。
然而若是进入曲率驱动时代,飞船的不开曲率航行飞船会尽可能的接近光速,以保障船员的寿命。
3曲率驱动引擎是怎么一回事?人类能通过它突破光速吗?
在这个宇宙中,物理法则无处不在,它们约束着这个宇宙,按照一定的规则来运行。
其中一个法则,是对速度的约束,那就是光速。光在真空中的速度大约是30万公里每秒,这是宇宙中最快的速度。爱因斯坦告诉我们:宇宙中没有什么可以加速到光速。
可是,人类就是这样,从来都不信邪,才会有各种各样科学的突破。尽管从理论上来说,人们都理解光速的无法超越。可是,依然有人孜孜不倦,想要打破这个“规则”。
1994年,墨西哥物理学家明戈·阿尔库贝利提出了一种方案,或将解决光速限制的问题,那就是曲率驱动引擎,又叫曲率引擎。
所谓的空间,是三维立体的,有长、宽、高三个维度,看起来是均匀分布的——这个看起来是没错的,如果空间不均匀,岂不是我们走到某个地方,就会被拉长或者压扁?
科学家却告诉我们:空间确实不永远是均匀的,它有的时候是弯曲的。三维时空的弯曲也许难以理解,但是我们可以将三维空间降维到二维平面来理解。如果有一张平铺的网,它就是二维的空间。如果你用力按住某一部位,它就会凹陷下去。凹陷的多少,被称作它的曲率,这取决于你用多大的力来按它。
或者形象地来比喻,假如你驾着一只小船在河上滑行,结果突然小河到了尽头,前面是一个巨大的瀑布。然后你和你的小船在瀑布处坠落,下落的速度将会远远超过滑行的速度。
同样的,在宇宙中,如果找到三维时空的“瀑布”,或者说它的“凹陷”处,借助时空的弯曲,就可以实现超高速运行。
而宇宙中,空间的分布非常诡异,每一处都不算是绝对“平整”的。因此,为了能够实现更好的加速,还需要把后方的空间“拉成”平整的。
那么,这个方法为何被认为是突破光速的解决方案呢?
科学家指出:和以往其他的加速原理不同,本质上来说,曲率驱动引擎的能量并非是用于加速航天器本身,而是制造一个可以加速的环境。还是以小河划船的例子来说明:一个人划船的速度,可能只有10公里的时速,不论他吃了多少饭,哪怕打了兴奋剂,也不会超过15公里。而如果滑到瀑布边缘开始下落,按照牛顿定律简单计算,只需要半秒的时间,就超过这个速度了。
因此,曲率驱动引擎并非是简单地给航天器加速,所以原理不同。而在曲率驱动引擎所在的空间内,它并没有超过光速,只是随着空间的扭曲而变化,就和宇宙边缘的膨胀速度可以超过光速一样的原理。而且,这样一来,航天器飞行所需要的能量,也可以大大减少。
比如我们想去火星,可以在地球和火星之间将空间扭曲,然后航天器通过“坠落”的方式,“掉”到火星,就非常快了。
2012年9月14日于美国宇航局约翰逊空间飞行中心举办的星际飞船100周年研讨会上,该局科学家哈罗德·怀特对曲率驱动引擎做了预测,指出这种航天器应该是一个环状的结构,类似于甜甜圈的外形。
对于曲率驱动引擎,刘慈欣在《三体》中也有描述。看起来,它或许真的是人类星际航行的一个解决方案。目前,也有一些科学家在做相关的研究,约翰逊空间飞行中心也正在实验室研究曲率场干涉仪。
4《三体》的空间曲率驱动竟然如此简单!
在《三体Ⅲ·死神永生》中,程心从肥皂小船实验中得到灵感,破译了云天明给出的最后一个暗示:三体光速飞船采用空间曲率驱动。
原理解释
1. 小船为什么会移动?
把一艘纸船放到水面上,由于表面张力的存在,纸船会漂浮在水面上。肥皂里面含有表面活性剂(可以降低水的表面张力),当小船尾部的香皂溶解到水中时,小船尾部的表面张力降低,小船前部的表面张力不变,这样就像拔河一样地把小船迅速拉到了前方。
2. 什么是表面张力?
液体具有表面张力,这里以水为例。水是有许多水分子组成的,水分子无时无刻地运动着,它们之间同时存在着吸引和排斥的力。分子间距离近时,相互排斥;距离远时,相互吸引。
水面表层的分子非常活跃,常常挣脱其它水分子的束缚,挥发到空气中。这就导致表面的水分子数量较少、距离较远,此时表面的水分子会相互吸引,紧紧联系在一起,这就是水的表面张力。
表面张力可以解释生活中的很多现象:雨后荷叶上凝聚的露珠;水黾(min)可以在水面上自由的滑行;回形针可以漂浮在水面上……
一触即发的表面张力
实验材料:
牛奶、纸盘、水彩颜料、洗洁精(洗衣液)、棉签、滴管。
实验步骤:
1. 将适量牛奶倒入纸盘中,铺满纸盘底面。
2. 向调色盘中挤入喜欢的颜色,滴加少量水(需要自己实验控制)稀释颜料。
3. 待牛奶表面平静后,在牛奶的中心滴加2~5滴颜料。
4. 最后,向颜料中心滴加1滴洗洁精,观察颜料的变化。
深度阅读
关于三体的空间曲率驱动,大刘是这样写的:
如果把宇宙的整体想象为一张弧形的大膜,虽然膜的局部看似平面,但空间曲率还是无处不在。
关于宇宙航行的设想,其中之一是空间折叠:把大范围空间的曲率无限增大,像一张纸一样对折,把“纸面”上相距千万光年的遥远的两点贴在一起。这个方案实质上并不是航行到目的地,而是通过改变空间曲率把目的地拖过来。
一艘太空飞船,如果能够用某种方式把它后面的一部分空间熨平,减小其曲率,那么飞船就会被前方更大的空间拉过去,这就是曲率驱动。曲率驱动不可能向空间折叠那样瞬间到达目的地,但却有可能使飞船以无限接近光速的速度航行。
5曲率驱动原理
曲率驱动,是让一块空间运动起来,所以可以超光速。
比如,一个塞满了石头的管子,里面的水流动的速度不能超过1米每秒。那么,怎么让水流的速度超过1米每秒呢?办法就是,让整个管子动起来,把一段管子切下来,然后,可以用100米每秒的速度移动,这样,即使里面的水是静止的,它也超过1米每秒了。
1994年,墨西哥物理学家明戈·阿尔库贝利首次提出了现实生活中曲率驱动的概念。 提出创造一种波来改变空间的几何形体的方法,这种波可以让太空船前面的空间收缩,而太空船后面的空间扩张。
前后所连成的轴向即为船想要航行的方向。这艘太空船则可以在一个平坦的空间中乘着波移动,这个空间被称为"曲速泡"。
既然实际上船没有动,是时空发生了扭曲,由泡泡带着船走,而空间膨胀速度不受光速限制,所以广义相对论中对于物体速度不可超过局域光速的限制就派不上用场。
由于无论是飞船本身还是上面的乘客都是处于同一个时空当中的,因此它们都会受到同样的引力,加速的时候自然不会产生过载。
我们知道有质量的物质会扭曲时空,宏观上表现为引力。因此如果想让空间带着飞船走,务必要逆转这个过程,进而需要一种拥有负质量的"奇异物质",宏观表现为"斥力"。
曲率引擎的假想机制暗示了负的能量密度,因此需要奇异物质才能使用。所以如果正确性质的奇异物质并不存在, 则曲率引擎就不能被建造出来。好消息是有实验证明这种物质确实存在。
6曲率驱动的科学解释
宇宙的空间并不是平坦的,而是存在着曲率(曲率为半径的倒数,曲率越大半径越小),如果把宇宙的整体想象为一张大膜,这张膜的表面是弧形的,整张膜甚至可能是一个封闭的肥皂泡。虽然膜的局部看似平面,但空间曲率还是无处不在。一艘处于太空中的飞船,如果能够利用某种方式把它后面的一部分空间烫平,减小其曲率,那么飞船就会被前方曲率更大的空间拉过去,这就是曲率驱动。
OK,本文到此结束,希望对大家有所帮助。