曲率推進

曲率推進

一種可以極大提高太空飛行器速度(光速水平)的推進方式。可以分為強和弱兩種版本。如果把空間看作是橡皮膜,那么 warp drive 實際上就是在通過壓縮前方的空間,拉伸後方的空間來「移動」的。就是說,我們想從 A 點出發到達 B 點,實際上我們只需要把飛船前方的空間壓縮一下,全部拿到飛船的後方來,不就可以到達 B 點了么。有點像是,「我不過去,山會過來」。如果我們僅僅操控空間,而不影響時間,那么就太好了,我們可以從 A 以任意速度到達 B 地點,但是總會花費一點時間,因為我們把空間這塊橡皮膜壓縮起來或者伸展開去總需要一定的時間吧。

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強版本

該方式能改變大範圍的宇宙曲率,可以使飛行器在四維參考系中達到超光速(即翹曲速度)。由廣義相對論中的愛因斯坦引力場方程可知,強引力場會導致時空的大幅度彎曲。彎曲達到一定程度時,可能形成愛因斯坦-羅森橋即蟲洞。這樣就可以實現超光速航行。
曲率推進

弱版本

該方式不改變宇宙的整體結構,只在一個小範圍內產生一個平坦時空,就像在水面上一樣,平坦時空之外的曲率會將飛船拉過去,這樣也能提高飛船的速度(最大可達光速)。

理論指導

曲率層級
曲率推進下的速度與光速的關係:v=c*(ω^3),c為光速,而ω即為曲率層級】
場方程
首先,由Einstein場方程(EFE):

曲率推進
可以看出,只要設法改變能量密度,就可以改變時空曲率。
Alcubierre度規2
形式如下:

曲率推進
其中:

曲率推進
從三維視角來看,這個度規就像一個“氣泡”一樣,飛船就包裹在裡面。
而對於“氣泡”外的時空來說,依舊是Minkowski時空。這樣就實現了曲率推進

實踐前景

對於高能量的產生,有以下幾種途徑:
(1)核聚變
(2)反物質
(3)雷射

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