曲率驱动引擎.ppt

曲率驱动引擎
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万户飞升
中国明朝名为陶成道的一个发明家坐在绑了47支火箭的椅子上,手里拿着风筝,飞向天去,最后火箭爆炸,他也死了。但是他的壮举开创了人类利用火箭飞向太空先例。
望远镜
意大利科学家伽利略在塔楼上,第一次用望远镜观察浩瀚的天空,发现哥白尼假设的天文事实,有4颗卫星在围绕木星不停转动。
人类对星空的探索
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现代火箭的出现
在1926年,美国的火箭专家、物理学家R. H. 戈达德试飞了人类第一枚现代意义的火箭。
1961年,人类第一次利用火箭搭载航天器进入太空。
1969年人类第一次登上月球。
1981年4月12日,人类第一架航天飞机“哥伦比亚”号发射升空。
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火箭发动机的局限性

比邻星
人类目前最快的飞行器“旅行者1号”和“先驱者”等探测器需要花费30多年的时间穿越几十亿公里的距离才能到达地球最远的行星——海王星。
常规推进方式宇宙飞船速度有上限,%,即4500公里/秒。按照这个速度飞到离我们最近的太阳系外恒星比邻星()大概需要293年。
另一方面,将宏观物体加速到接近光速还是极其困难的事情。由于物体在接近光速时会因为狭义相对论效应质量变大,因此经典的齐奥尔科夫斯基火箭方程也不再适用。考虑相对论效应的火箭方程使得接近光速的旅行变得更加困难。
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曲率驱动引擎
各种科幻电影中出现许多赋予幻想的超光速飞行器。人们对高速飞行器的追求永无止境。
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曲率驱动引擎
1994年墨西哥物理学家明戈•阿尔库贝利(Miguel Alcubierre)首次提出了现实生活中曲率驱动的概念。
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曲率驱动引擎
空间是有曲率的
广义相对论里,因为质量存在,整个宇宙的空间并不是平坦的,而是存在着曲率,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。
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曲率驱动引擎
曲率驱动
通过使飞船后部时空局域地膨胀以及前部时空局域收缩,在被影响的区域外的观察者将有可能观察到飞船超光速的运动。对飞船后方的空间抹平”,形成一个势能(坡),让飞船在“坡”上滑动,因为相对于飞船周围的“坡”是静止的,让“坡”拉着飞船走,而飞船本身不动,其相对运动是零,所以也就绕开了相对论,飞船上的人也不会感觉到时间变慢或是时间出现倒流的问题。
广义相对论说道弯曲时空决定物质如何运动,物质分布决定时空如何弯曲。但是要弯曲时间和空间并不容易,人类还没办法人工扭曲时空。
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曲率驱动引擎
看起来很美的曲率引擎

明戈•阿尔库贝利设想固然美好,但实际却非常现实。如今的物理学研究还无法将这一理论否定,但目前人类对物理学基本规律的认知也无法证实这一理论的正确性。人类只能开展一些基础理论层面和基本粒子和量子尺度的原理性研究,但在这样的微观尺度下获得的研究成果是否适用于宏观物体,还有待于进一步证明。
在基本物理学规律没有获得颠覆性的突破和工程及技术手段没有革命性的飞跃之前,人类还无法利用“曲率引擎”之类的技术将超光速旅行变为现实。
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曲率驱动引擎
总结
人类目前就技术而言除了已经掌握的化学推进剂火箭发动机,我们今后还可能发展热核推动火箭发动机、电推式火箭发动机,或者从介质火箭发动机发展到辐射火箭发动机。
就文明而言科技是无法做到跨越式发展的,需要一个个科技阶梯走上去。但是自古以来人类就不缺乏超越时代的思想理论。正是这些超前的思想理论,才是人类发展的灵魂,也是原动力。理想很飘渺,万一实现了呢?
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