NASA研制“超光速引擎”，去火星只需要10周？ | 新智造

本文作者：趙青暉

2016-08-31 11:58

導(dǎo)語：美國航空航天局NASA表示，準備公布“微波引擎(EMDrive)”的研究成果。

在科幻小說《三體》中，三體星球的艦隊從他們本星球向太陽系進發(fā)，4光年的路程要走上幾百年，其最極限速度也只有光速的10%。由此看來，《三體》中這個設(shè)定看起來是比較符合邏輯和經(jīng)典物理定律的，然而在許多科幻小說和電影里，很多太空旅行早已超過了光速，其中最經(jīng)典的形象就是《星際迷航》中的“曲速引擎”。這是一種瞎想的超光速推進系統(tǒng)，一架裝載著曲速引擎的宇宙飛船，可以以快于光速的幾個數(shù)量級的速度航行，同時又回避了時間膨脹的相對論性的問題。

微波引擎

這個違背相對論的反經(jīng)典物理設(shè)定，一早就被科學(xué)家們嗤之以鼻，但是，現(xiàn)在看來，“曲速引擎”好像真的有譜了。

昨天，美國航空航天局NASA表示，準備公布“微波引擎(EMDrive)”的研究成果，據(jù)說這種引擎能夠產(chǎn)生超光速的推進速度，最快能夠4小時到達月球，10周到達火星（并沒有說是到達什么距離的火星，因為火星與地球的距離飄忽不定，最近距離約為5500萬公里，最遠距離則超過4億公里。兩者之間的近距離接觸大約每15年出現(xiàn)一次）。

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這個EMDrive的想法是由一個名叫Roger Shawyer的研究員在2000年提出的，從那個時候起，包括NASA在內(nèi)的4個實驗室就開始進行這方面的研究。根據(jù)NASA對外的報告介紹，這種系統(tǒng)基于電磁微波驅(qū)動，即在無需火箭燃料的情況下把電能轉(zhuǎn)化為推力。引擎能通過讓太陽能（原文是“solar power”，不過雷鋒網(wǎng)覺得這只是一個指代，其中還應(yīng)該包括其他恒星能量）產(chǎn)生的微波在封閉的容器里不停反彈來產(chǎn)生能量推進。

不過，根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)這是不可能的，因為它違反了動量守恒定律：

如果一個系統(tǒng)不受外力作用，那么這個系統(tǒng)的總動量保持不變。

這也就是為什么傳統(tǒng)火箭需要推進燃料。過去幾十年，來自美國、英國和中國的研究人員都對電磁驅(qū)動進行了論證，但他們的結(jié)果存在爭議，因為沒人確切地掌握了電磁驅(qū)動的原理。

雖然如此，但根據(jù)NASA航天網(wǎng)論壇用戶稱，目前NASA已建造了一個可在太空環(huán)境下運行的電磁驅(qū)動系統(tǒng)。一些在論壇討論該計劃的人聲稱自己是參與該計劃的NASA工程師。這些人表示，以前的電磁驅(qū)動模型受到批評的原因是，沒有一次試驗是在真空中進行的，但是NASA成功地在高真空中進行了電磁驅(qū)動試驗——這是歷史上第一次成功的試驗。

電磁驅(qū)動的意義重大。如果不需要搭載燃料，當前的衛(wèi)星可以瘦身一半。此外，人類可以借助電磁驅(qū)動技術(shù)在太空走得更遠。

超光速研究

愛因斯坦在《相對論》中定義過，對于局域物體不可超過真空中光速c的推論限制，光速（真空中大約為3億米/秒，光速定義值c=299792458m/s=299792.458km/s）成為許多場合下速率的上限值。

2011年，著名的OPERA（Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus）實驗開啟，意大利的研究員們聲稱在該實驗中發(fā)現(xiàn)了一種超光速的中微子，在當時轟動了學(xué)術(shù)界，但經(jīng)過后來多次實驗和論證，2012年4月2日，中微子超光速異常實驗結(jié)果已確定有誤，該實驗團隊的兩位領(lǐng)導(dǎo)者也引咎辭職。雖然實驗失敗，但是這也催化了諸多研究者對超光速實驗的興趣。

曾經(jīng)有人開過腦洞，說超光速其實是可能的，還打了個比方：

假如一個人，拿著一個探照燈向外太空發(fā)射光線，而這條光線可以無限延伸，當光束落在足夠遠的星球上形成一個光點，而拿燈的人隨意搖擺一下手中的燈，那么那個光點的移動速度就可以超過光速。

當然這只是腦洞。目前很多研究者都在從事這方面的研究，不過至今為止都沒有人打破經(jīng)典物理的定律。超光速研究并不是一個絕對不可能的事，畢竟宇宙之大品類之盛都是我們?nèi)祟愲y以全面觸及的。如果超光速研究（不只是超光速，近光速研究意義也十分重大）有了一定成果，對于人類的宇宙探索無疑是件幸事。