如果曲速驱动宇宙飞船飞入黑洞会发生什么？

曲速驱动器在很长一段时间内一直不存在，尽管它们在科幻小说中无处不在。

作家约翰·坎贝尔 （John Campbell） 在一部名为《太空岛》（Islands of Space） 的科幻小说中首次引入了这个想法。如今，特别是多亏了《星际迷航》，这个词已经非常熟悉了。

它几乎是超空间超阈旅行的通用参考。曲速驱动器是否会存在是研究人员仍在努力解决的物理问题，但目前，它还只是理论上的。

最近，两名研究人员研究了如果一艘带有曲速驱动器的飞船试图进入黑洞.结果是一个有趣的思想实验。它可能不会导致星际飞船大小的曲速驱动器，但有一天可能会让科学家创造出更小的版本。

雷莫·加拉蒂尼和基里尔·扎特里梅洛夫理论化这样的驱动器可以在所谓的史瓦西黑洞中生存。前提是飞船以低于光速的速度穿过事件视界。

从理论上讲，黑洞的引力场会减少保持驱动器运行所需的负能量。如果是这样，飞船就可以穿过并以某种方式使用它到达其他地方而不会被压碎。

此外，这个想法背后的数学为在实验室环境中创建微型 Warp 驱动器指明了方向。

什么是 Warp Drive？

科学家可以在实验室中构建微型或微型 Warp 驱动器吗？好问题。为了理解该团队的工作，让我们看看这项研究中的主要参与者：曲速驱动器和黑洞.

这个想法的灵感来自于这样一个事实，即没有什么能比光速更快。考虑到太空中的距离，前往最近的恒星需要数年时间（如果我们能以光速飞行的话）。穿越一个星系或到更遥远的星系需要数年甚至许多辈子的时间。所以，如果你想成为一个太空旅行的物种，你必须比光速 （FTL） 旅行。

你会怎么做呢？这就是曲速驱动器的用武之地。从理论上讲，它们允许您将宇宙飞船放入一个气泡中，该气泡可以以 FTL 速度在太空中滑落。

这就是《星际迷航》（和其他 SF 故事）中的星际飞船如此迅速地穿越很远的距离的原因。星际迷航飞船使用“曲速核心”中的能源为曲速场发生器提供动力。他们在子空间中创建扭曲气泡。飞船用它来去船员需要去的地方。

物理学家喜欢曲速驱动器吗？

这样的曲速驱动器是一个诱人的想法，但有很多注意事项。例如，生成 warp 场需要大量的能量。一些物理学家认为，这需要的能量会超过我们能够产生的能量。创造这种能量需要大量的奇异物质——比如“unobtanium”。所以，这就是一个问题。

其他人则说，创建这样的驱动器与我们目前对时空物理学的理解背道而驰。然而，这并没有阻止任何人猜测实现这一目标的方法。

例如，墨西哥物理学家 Miguel Alcubierre有个想法1994 年。他认为它可以产生一个气泡，从而改变物体周围的空间。他继续他的研究关于一艘可以比光更快地到达某个地方的船。

然而，他和其他人仍然指出了创建和维持曲速驱动器的各种问题。这包括这样一个驱动器有效地将自身与宇宙的其他部分隔离开来的想法。除其他外，这意味着飞船无法控制使其行驶的驱动器。因此，仍有一些错误需要解决。

关于 Black Holes

我们最熟悉的黑洞是恒星质量和超大质量黑洞。这些还带有吸积盘，可将物质输送到黑洞中。

例如，在我们银河系中，名为人马座 A* 的中心超大质量黑洞会周期性地吞噬物质。然后，它发出一阵辐射。其他更活跃的星系在中心超大质量黑洞不断进食时发出物质射流。

黑洞是一种质量集中物，引力如此之强，以至于任何东西，即使是光，都无法逃脱。在他们关于黑洞和曲速驱动的研究中，作者使用了史瓦西黑洞。

这些所谓的简单“静态”黑洞弯曲时空，没有电荷，并且不旋转。从本质上讲，它们是对太空中缓慢旋转的物体特征进行数学探索的良好近似值。

当一艘带有曲速驱动器的飞船穿越黑洞时

史瓦茨柴尔德黑洞是“完美”的黑洞，可用于对穿越事件视界的曲速驱动器进行理论探索。为了弄清楚这种情况，Garattini 和 Zatrimalov 决定用数学方式将描述黑洞的方程和描述曲速驱动的方程结合起来。

除其他外，他们发现可以将曲速驱动器“嵌入”黑洞的外部区域。曲速气泡本身比黑洞小得多，需要向黑洞移动。黑洞的引力会影响产生和维持曲速驱动器所需的能量条件。

这意味着理论上可以减少维持曲速泡泡所需的负能量。此外，研究人员还建议，如果曲速气泡以低于光速的速度移动，它就会有效地抹去黑洞的视界。

研究小组还描述了这样一种想法，即这种情况可以引起电场中虚拟粒子转换为真实粒子。如果是这样，它可能会导致在实验室中创建迷你 Warp 驱动器。

稍微改变黑洞

有趣的是，该团队还提出，如果曲速气泡移动缓慢并且比黑洞视界小得多，它可能会增加黑洞的熵。然而，正如他们在结案陈词中所说，“在其他物理情况下存在潜在的问题：即，当曲速驱动器完全被黑洞吸收时，它可能会减少其质量，从而减小其熵。

同样，当有一个更大的曲速气泡穿过黑洞时，它会产生“屏蔽”效应，实际上消除了地平线，因此无法定义霍金意义上的黑洞熵。如果曲速驱动在自然界中是可能的，这些问题表明我们仍然没有从热力学的角度理解它们。

Warp Drive 技术仍有待观察

因此，虽然这项研究可能在理论上被证明是有价值的，并可能导致实验室生产迷你黑洞，但仍然存在许多问题。

也许在未来，当我们了解这两个物体背后的量子力学时，我们可能会发现曲速技术是一个大满贯。如果是这样，那么，当飞船穿过黑洞时，我们可能会面临一个奇怪的时期。

例如，来自黑洞内部的信号可以通过从奇点合并的曲速气泡来传递。这将使我们能够发送事件视界内情况的图像或录音——今天没有人知道。

那些可怕的黑洞也有可能使曲速驱动器变得不那么困难，因为它们不需要那么多奇特的“负能量”源材料。

本文最初由今日宇宙.阅读原创文章.

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