曲速引擎研究是星際旅行的關鍵

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正如任何狂熱的《星際迷航》粉絲都知道的那樣，古怪的物理學家澤弗拉姆·科克倫在2063年發明了曲速引擎。這並不容易。科克倫必須與邪惡的穿越時空的星際人作鬥爭，他們決心阻止他建造超光速推進系統（詳情見1996年的電影《星際迷航：第一次接觸》）。但最終他成功了，幾個世紀後，他的曲速引擎為星際飛船“企業號”的星際航行提供了動力。

《星際迷航》的粉絲可能不知道的是，現實世界中的一位物理學家——具體來說，是在美國宇航局位於休斯頓的約翰遜航天中心——正在研究建造真正的曲速引擎的可行性。該中心先進推進計劃的負責人哈羅德“桑尼”懷特已經組裝了一個桌面實驗，旨在創造時空的微小扭曲，而時空是宇宙的可塑結構。如果實驗成功，最終可能會導致開發出一種系統，該系統可以在航天器周圍產生一個扭曲的時空泡。曲速引擎不是提高航天器的速度，而是會扭曲其路徑上的時空，使其可以避開禁止超光速旅行的物理定律。這樣的航天器可以在短短幾周內跨越恆星之間的巨大距離。

對於科幻小說的讀者和作者來說，這是一個非凡的訊息。其他物理學家嘲笑懷特的想法，認為不可能以這種方式改變時空，這並不重要。美國宇航局只撥出了5萬美元（僅佔該航天局180億美元預算的一小部分）用於曲速引擎研究，這也不重要。懷特的專案如此令人興奮的原因在於挑戰的巨大性。令人欣慰的是，即使在這個財政緊縮的時代，聯邦政府也願意在星際旅行的偉大夢想上下一個小賭注。

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令人驚訝的是，許多科學家、工程師和業餘太空愛好者都熱烈地相信這個夢想。他們已經在學術會議上分享了他們的希望和假設。他們已經成立了一些組織——百年星艦計劃、陶零基金會、伊卡洛斯星際——旨在為本世紀末可能發射的無人星際任務奠定基礎。近年來，隨著天文學家探測到許多圍繞我們太陽系附近恆星執行的類地行星，他們的熱情日益高漲。其中一些世界中的幾十個位於恆星周圍所謂的“金髮姑娘區域”——它們既不太熱也不太冷，可以支援生命。如果進一步的觀測證實了在我們銀河系的角落裡存在一個可居住的、田園詩般的行星，我們怎麼能抗拒派遣星際探測器去探索這個奇異的新世界呢？

問題是在合理的時間內將航天器送達那裡。信不信由你，美國宇航局已經有一個探測器正在穿越恆星之間的空間：旅行者1號，這個勇敢的1600磅重的航天器於1977年發射，用於調查木星、土星及其衛星。在完成其主要任務後，該探測器掠過外行星，並在2012年離開了太陽系並進入星際空間。自發射以來，旅行者號已經飛行了近120億英里，現在正以每小時38610英里的速度遠離我們。但即使以如此驚人的速度，它也需要至少70000年的時間才能到達任何可能存在可居住行星的附近恆星。研究人員需要在航天器推進方面取得一些重大突破，才能更快地到達那裡。

儘管懷特和其他一些科學家被曲速引擎的可能性所吸引，但大多數星際愛好者都將注意力集中在不那麼具有假設性的技術上。例如，伊卡洛斯星際正在協調一項擬議任務的研究，該任務將使用核聚變能——原子核撞擊在一起產生的能量——來推進航天器。核聚變是氫彈爆炸的動力，如果能量得到適當控制和利用，它可以將探測器的速度提高到驚人的程度，比旅行者1號快數千倍。但是，研究人員在過去五十年裡一直在試圖建造一個核聚變發電廠，但沒有取得太大成功。這項技術尚未在地球上證明自己，而且肯定還沒有準備好安裝在航天器上。

另一個大問題是星際塵埃。雖然深空中的塵埃顆粒是微觀的，但它們會對以數百萬英里的時速撞擊它們的探測器造成大量損害。航天器必須配備厚重的遮蔽層，這將增加加速航天器所需的燃料量。然後需要減速探測器才能到達目的地。如果一艘航天器在經過一百年的旅程後，直接掠過恆星的可居住行星，那麼將其傳送到附近的恆星是沒有意義的。在其旅程的後期，探測器必須將其發動機調轉方向並向相反方向發射，以使其減速。但是，航天器將需要攜帶更重的燃料載荷。

複雜的情況似乎與空間本身一樣無窮無盡。星際飛行的巨大困難可能有助於解釋物理學家恩里科·費米在1950年首次提出的著名悖論：如果宇宙中存在智慧生命是普遍的，那麼外星人都在哪裡？也許外星人從未訪問過地球，因為來到這裡太難了。

儘管如此，星際旅行的夢想仍然頑強地存在。去年9月，百年星艦計劃在伊卡洛斯星際舉辦自己的會議僅一個月後，就舉行了一次關於該主題的研討會。在美國宇航局努力為所有優先事項提供資金——為其宇航員建造新的發射系統、向火星傳送新的探測器——的情況下，規劃星際任務似乎是荒謬地不成熟。但是，像吉爾·塔特這樣的倡導者，他們率先努力尋找來自外星文明的無線電訊號，認為探索其他恆星系統對於人類的長期生存至關重要。只要人類被限制在地球上，我們就面臨著因行星災難——核戰爭、流行病、小行星撞擊等等——而滅絕的巨大風險。我們太陽系中唯一接近可居住的世界是火星，而且需要數百年的氣候工程才能使這顆紅色行星適合人類居住。