中国国家天文
24-01-08 18:00 微博认证:《中国国家天文》杂志官方微博

#超光速旅行和超光速通信,哪个更可行?#
科幻小说里有很多疯狂的发明,比如《星际迷航》中的曲速引擎。但遗憾的是,到目前为止,曲速引擎还不太可能实现。
如果曲速引擎无法实现,那么超光速通信呢?
让我们先从曲速引擎开始。它是一种能以超光速的速度推动航天器的驱动器。根据《星际迷航》编剧的说法,“曲速1”相当于光速,“曲速2”相当于8倍光速,“曲速3”则是27倍光速,以此类推。
物体能达到的最大速度就是光速。麻省理工学院的Bill Bertozzi曾对电子进行加速,并观察到它们变得越来越重,直到无法再加速。一旦达到光速,就需要无穷的能量才能将物体进一步加速。在其他实验中,人们将同步原子钟带上飞机,结果发现,相对于地球上的参考时钟而言,在高速飞行之后,时间流逝得更慢了。结果就是,速度越快,时间流逝得越慢;到了光速,时间就停止了。但如果时间停止,速度也会停止——仿佛无解。
不考虑光速旅行的科学问题,一些潜在的曲速引擎设计早已浮出水面,比如1994年提出的阿库别瑞引擎。然而,提供超光速旅行需要大量的负能量,可是没人知道如何获得大量负能量来驱动曲速引擎。
曲速引擎似乎还尚需时日,那么超光速通信是否可行?
最近发布在arXiv上的一篇论文指出,通信在更小的范围内运行,需要的能量更少——事实上,比闪电所含的能量还要少一些。也许更诱人的是,我们也许能够利用今天的技术创造少量的负能量。
实现这一目标的方法之一就是确保信道通信负能量的适当配置。当然,要想实现这种远距离通信,需要设计和制造特殊的设备,但正如论文作者Lorenzo Pieri总结的那样:“制造能够进行超光速计算的微芯片,是很有诱惑力的想法。”
图片来自Pixabay/CC0 Public Domain。
来源:http://t.cn/A6jvAzaL
图源:http://t.cn/A6K1Ocpe