星驰科普第2期:强大的曲率引擎
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图:假想的《三体》中星环号曲率引擎,简单的说就是利用空间曲率来实现超光速旅行。在第一期我也提到过,曲率引擎是一种科幻小说及其青睐的一种超光速方式,而去年的一则名为“NASA成功测试曲率引擎”的新闻也引爆了整个网络。虽然后NASA出面否认,但对于它的疑问仍旧不断。那么它究竟是什么?
我也网络上包括头条上都搜索了一边,发现其内容大都千篇一律,要么只是空洞地夸耀要么就是复制简陋的科学简介。今天,我将较为详细、通俗地解释下,究竟何为曲率引擎。
首先我先来从二维上解释下何为曲率。
简单的说,在二维平面上,曲率就是描述描述圆弧的弯曲程度。如上图,A与A'的切线的夹角为α,它们之间的圆弧长度为Δs,我们不用积分定义而简单地用公式定义一下A与A‘之间的曲率便是α/Δs。同理,我们将它扩展到三维。还是用这个图。
我们假设只是一个空间剖面图,飞船位于A点,而目的地位于A'点,假设Δs是一条平直的曲线,其切线夹角也就为0,曲率也就为0。飞船前后的原始空间均为平直空间。在这个条件下(平直空间),相对论约束了我们的运动速度——光速。既然我们无法硬达到,那么就在空间上动下手脚。