实现星际航行梦想的理念

■ 王姗姗

在这篇文章中，我简要描述一下近几年来关于星际旅行的一些基于现有科学的观念：

·虫洞传送

·阿尔库比埃尔的“曲速引擎”

·负质量推进

·米利斯的“太空驱动器”假说

虫洞传送

正当你觉得迷惑不解的时候，物理学家就想出了虫洞，其理论依据如下：

尽管狭义相对论认为，在时空内任何物体的速度都小于光速，但是据我们所知，时空本身可以被扭曲。虽然这种扭曲需要耗费巨大的物质或能量，但在理论上是可行的。我们来做一个类比：一支铅笔在纸上的移动速度是有限的，但是如果能够移动或改变纸张，则会有不同的结果。就虫洞理论而言，使空间扭曲（将纸张折叠）使原本分离的两点连接起来，这样就速的基础上，而这一点目前尚未证实。第四，如果前面这几个问题都还不够棘手的话，我们又会面临这样的问题：这些设想都会引起和虫洞理论一样的难题——时间旅行悖论。

负质量推进

研究显示，可以通过正负质量来创造持续推进效应，这在理论上是可行的，这种方案不违反动量或能量守恒定律。关系到该设想成立的一个重要假设是，负质量具有负惯性。正物质和负物质相互作用的结果是二者在同一方向上持续加速。这种概念至少可以追溯到1957年邦迪关于负质量特性的分析，20世纪80年代，温特·伯格和弗沃德在推进的环境中又一次进行了探讨。

关于负质量物理学、负质量是否真实存在或者负质量在理论上是否能站住脚，都是一个未知数。但是，已经有人提出了在寻找虫洞的天文证据中搜寻负质量的方法。

米利斯“太空驱动”假说

“太空驱动”可以定义为一种理想化的推进形式，利用质量和时空的基本特性在太空的任何位置创造推进力，无须携带或排出反应物质。这样一来就绕过了对推进剂的需求，这对空间旅行来说意味着一场革命。米利斯模拟并分析了各种太空驱动假设以发现并解决其中具体的问题，使这些方案能够合理可行。

下面，我对这些方案进行简要介绍。要注意的是，这些概念都是纯粹的假设构想，旨在阐明我们目前所面临的问题。我们必须找到一种方法：由某种运载工具创造并控制作用于自身的非对称外力且无须排出反作用质量，并且在此过程中该方法必须满足守恒定律。只有这样，这些太空驱动的设想才能变成现实。

差动帆假说：类似于一个理想的辐射器传感片，从反射面到吸收面存在辐射压力净差。在这一构想中，需要假设太空有某种形式的各向同性介质背景（如真空飘移或宇宙背景辐射）持续不断地冲击帆的各个面。

二极管帆假说：类似于二极管或单向镜，空间辐射穿过一个方向，从另一个方向反射回来，产生辐射压力净差。

感应帆假说：类似于液体中的压力梯度，帆后侧的太空冲击辐射密度高，而前侧的冲击辐射密度低，因而在帆周围形成辐射压力净差。

径向驱动假说：此概念考虑通过并置穿越飞行器径向对置的场源创造太空背景无向性的现场梯度（如重力势）的可能性，完全类似于负质量推进。径向驱动也可被看做类似于在空间介质中创造压力源，就如同感应帆所设想的那样。

间距驱动假说：此概念考虑标量势中的某种局部倾斜感应穿越飞行器，并对飞行器产生作用力的可能性。相对于前述的径向驱动，这种倾斜被认为在没有一对点源的情况下也可以形成。目前尚不知道是否能够制造这样的效果以及如何制造这样的效果。

偏置驱动假说：此概念利用运载工具改变空间本身特性的可能性，例如改变引力常数以产生局部推动力梯度。修改引力常数得到局部非对称性偏向力，类似于间距驱动假说中产生的局部梯度。

分离驱动假说：此概念考虑一个场源及其反应场源之间分离的可能性。通过空间移位，反应剂被转移到场源斜坡点，因此对场源和反应剂产生反应力。尽管相关资料明确表明，场源、反应剂和惯性质量属性不可分离，但未来任何与之相反的证据都将会对推动力应用带来革命性的意义。