曲率簡介

宇宙空間并不平坦，存在著曲率。如果把宇宙整體想象為一張大膜，這張膜的表面是弧形的，整張膜甚至可能是一個封閉的肥皂泡，雖然膜的局部看似平面，但空間曲率無處不在。

曲率驅(qū)動

在一條平坦的河流上劃行一只小船，因為河流是平坦的（曲率為零），所以小船并不會加速航行。但如果前方突然出現(xiàn)一個向下的瀑布（瀑布曲率可認為是無窮大），則小船會很快達到一個非?？斓乃俣取Ｒ簿褪钦f，曲率驅(qū)使小船突然加速。結(jié)合這樣的比喻便可以理解什么是“曲率驅(qū)動”了。

可行性

據(jù)國外媒體報道，借助曲率驅(qū)動可實現(xiàn)超光速的飛行。這是一種因科幻電影《星際迷航》而變得流行一時的概念。至今，科學家們認為這一技術可能存在，而并非如原先想象的那么難以實現(xiàn)。

1994年，墨西哥物理學家明戈·阿爾庫貝利（Miguel Alcubierre）首次提出了現(xiàn)實生活中曲率驅(qū)動的概念。然而后續(xù)的計算顯示，這樣一種裝置將需要無法達到的極高能量才能實現(xiàn)。

如今，物理學家們表示，原先的曲率驅(qū)動模式可以進行修正，從而讓它可以用比原先計算少得多的能量條件下實現(xiàn)運行，這一想法將有希望讓這種科幻產(chǎn)物成為真正的現(xiàn)實。

2012年9月14日，美國宇航局約翰遜空間飛行中心舉辦了星際飛船100周年研討會，這一研討會的舉辦旨在探討未來星際航行將會遇到的挑戰(zhàn)。研討會上，科學家哈羅德·懷特表示，“曲率驅(qū)動讓人看到了曙光。”^[1]

曲率研究

2012年，物理學家哈羅德·懷特將圍繞飛船的那個環(huán)狀結(jié)構(gòu)從原先設計中的扁平狀改為甜甜圈那樣的“圓筒形”，計算結(jié)果顯示：這樣一個裝置的驅(qū)動所需能量，僅相當于美國宇航局在1977年發(fā)射旅行者號探測器所需的能量值。另外，懷特還發(fā)現(xiàn)如果空間彎曲強度可以隨時間發(fā)生起伏變化，那么實現(xiàn)這一裝置所需的能量將進一步減少。

懷特和他的同事們在實驗室里測試了一個小型曲率驅(qū)動裝置，并在約翰遜空間飛行中心建立了一套被稱作“懷特-朱迪曲率場干涉儀”的裝置。簡單地說，大體就是使用一束激光來觸發(fā)時空在微觀尺度上的扭曲。這一想法將有望讓科幻的產(chǎn)物成為真正的現(xiàn)實。

文學作品

在劉慈欣著名的科幻小說《三體》中，所描述的世界里也涉及到曲率驅(qū)動引擎。這是航天器達到光速的一種方法，但改變曲率造成的航跡，在“黑暗森林”中被視為文明達到一個先進程度的里程碑，有大量曲率航行的航跡的行星必將受到毀滅性打擊。但是若用大量曲率航跡將星系所包裹形成“慢霧”，則變成了安全聲明，因為航跡內(nèi)的光速只有16.7千米每秒，達不到第三宇宙速度，所以光甚至無法離開太陽系。即說明人類社會不會離開太陽系。

小說中，地球文明開始研制曲率驅(qū)動時，是程心通過云天明隱喻的“三個故事”推導出來的。廣播紀元8年，程心將星環(huán)公司的引擎交與托馬斯·維德接管。掩體紀元5年，星環(huán)集團宣布了研制曲率驅(qū)動飛船的計劃。

但掩體紀元11年，程心代表星環(huán)集團向聯(lián)邦政府投降，托馬斯·維德被判處死刑，曲率驅(qū)動引擎在人類中發(fā)展停滯不前，后來政府發(fā)現(xiàn)了光速飛船對于黑域計劃的作用，于是縱容秘密研究，但是為時已晚。

掩體紀元67年，太陽系開始二維化時，程心與艾AA乘坐曲率驅(qū)動飛船離開太陽系，于銀河紀元409年到達DX3906。