地球的歷史似乎正按著《星際迷航》中的設(shè)定在向前發(fā)展！2063年4月5日，一艘泰坦II型核導(dǎo)彈改裝的“鳳凰號”從地球軌道上出發(fā)了，駕駛它的是瘋狂的科學(xué)家杰弗里·科克倫（Zefram Cochrane），引擎則是他發(fā)明的曲速引擎。
鳳凰號測試時的場景
在這種劃時代的引擎驅(qū)動下，飛船已經(jīng)突破光速，這次飛行的曲速場立刻被瓦肯星遍布銀河系獵戶座旋臂邊緣的傳感器獲知，瓦肯星人知道銀河系中又有一個文明突破了光速，因此才有了真正的第一次接觸！開啟了人類的銀河紀(jì)元時代。
曲速引擎都沒影，哪來的按劇本發(fā)展？
2021年12月6日，為DARPA 國防科學(xué)辦公室工作的曲速驅(qū)動先驅(qū)和前美國宇航局曲速驅(qū)動專家哈羅德 G“桑尼”懷特博士報告了一個驚人的發(fā)現(xiàn)，他的無限空間研究所(LSI) 團(tuán)隊(duì)報告了一個真實(shí)世界中發(fā)現(xiàn)的“曲速泡”。
真實(shí)世界 WARP 氣泡的實(shí)際圖像。圖片來源：Harold G. White 博士，無限空間研究所
懷特博士稱用Casimir腔的詳細(xì)數(shù)據(jù)分析幫助他們確立這個納米微結(jié)構(gòu)，它將會產(chǎn)生負(fù)的真空能量密度，并非是一個模擬的結(jié)構(gòu)，而是一個真正的納米級曲速泡。它的存在盡管并不能立即為我們制造全功能的曲速引擎，但這個發(fā)現(xiàn)至少為我們打開了一扇門，而它將引領(lǐng)我們進(jìn)入超光速時代！
究竟有如何才能實(shí)現(xiàn)超光速？不斷加速不行嗎？
只要發(fā)動機(jī)提供推力，速度就會不斷增加，特別是在沒有大氣阻力的太空，只要推動一張紙的離子引擎也能慢慢將探測器推至極高的速度，但這個速度有一個天花板，那就是光速！
狹義相對論中有三個通俗的效應(yīng)分別是尺縮效應(yīng)、鐘慢效應(yīng)以及質(zhì)增效應(yīng)，盡管它非常通俗但卻不容易理解，簡單的說就是假如世界真的如狹義相對論描述的那樣，那么就能通過洛倫茲變換推導(dǎo)出無論多大的推力都不可能讓飛行器超過光速！
因?yàn)樵浇咏馑伲|(zhì)增效應(yīng)就會越明顯，最終變成無窮大質(zhì)量，再大的推力也無法再讓它繼續(xù)加速！盡管很多人都不太相信這個理論，但非常抱歉的是這個三個效應(yīng)每天都在全球的高能加速器中發(fā)生，GPS和北斗衛(wèi)星的定位修正中發(fā)生，而我們處在低速環(huán)境中，所以毫無知覺。
究竟要如何才能突破光速？
人類對速度的追求是無止境的，但到現(xiàn)在為止最快的速度也就是飛離太陽系的探測器，速度在17千米/秒左右，帕克探測器盡管達(dá)到了200千米/秒左右，但那不過是繞日運(yùn)動的近日點(diǎn)速度而已。
帕克探測器的軌道
想要突破速度限制，除了在發(fā)動機(jī)上下功夫，提升潛力，比如離子推進(jìn)技術(shù)，上百千米/秒是沒問題的，核聚變推進(jìn)甚至可能達(dá)到光速的1~10%，但想要超光速怎么辦？相對論實(shí)在是讓大家絕望。
但宇宙中至少有一種速度是超越光速的，這就是宇宙膨脹的速度，假如哈勃常數(shù)按67.15km/s/Mpc計算的話，宇宙大約在144億光年外膨脹就將超過光速，空間膨脹疊加的速度不受相對論限制。打個比方就是我們只要能制造出一個超光速膨脹的空間，它就能帶著飛船以超越光的速度前進(jìn)。
究竟要如何才能突破曲速引擎技術(shù)？
其實(shí)跨越遙遠(yuǎn)的宇宙距離并不止曲速引擎技術(shù)，還有蟲洞技術(shù)，利用連接兩個宇宙空間的一條隧道來實(shí)現(xiàn)，或者超空間跳躍引擎技術(shù)，但事實(shí)上這些技術(shù)比膨脹空間驅(qū)動的技術(shù)更不靠譜，因?yàn)槲覀冎辽僭谟钪嬷杏^測到了這種膨脹現(xiàn)象。
但問題是如何實(shí)現(xiàn)呢？
科學(xué)家提出了扭曲空間的技術(shù)，在飛船后方膨脹空間，即可在讓這個膨脹的空間推動飛船前進(jìn)，只要空間膨脹速度夠快，那么飛船就能超過光速，但這個引擎有兩個問題，因?yàn)轱w船所處的連續(xù)空間仍然與外界發(fā)生作用，因此它的速度可以很高，但卻無法超過光速，質(zhì)增效應(yīng)與鐘慢效應(yīng)都會在飛船內(nèi)發(fā)生。
另一個問題則是如何來扭曲膨脹這個空間，宇宙為何會膨脹的問題中物理學(xué)家引入了一個暗能量的概念，但暗能量是什么科學(xué)家也是一頭霧水，而在膨脹空間的引擎中，需要一種能量密度為負(fù)的奇異物質(zhì)來達(dá)到此目的。
1994 年，Miguel Alcubierre提出一種變空間幾何形狀的方法，使航天器前面的空間結(jié)構(gòu)收縮，而后面的空間膨脹。這艘飛船將在平坦空間區(qū)域（稱為翹曲氣泡）內(nèi)飛行，使飛船不會與外界時空產(chǎn)生相對論效應(yīng)的理論，稱為阿庫別瑞引擎。
盡管這個理論繞過了相對論效應(yīng)，但它同樣繞不開負(fù)能量的的奇異物質(zhì)，不過它的前景是非常誘人的，因?yàn)閺睦碚撋蟻砜?，這個曲速泡的存在使得可以讓這種引擎以達(dá)到光速的N倍飛行，比如星際迷航中的9.9999級曲速，大約是光速的199516倍光速，它可以在6個月內(nèi)橫穿銀河系，10年內(nèi)到達(dá)仙女星系。
但其實(shí)對于宇宙來說，這個速度仍然不足，仙女星系只是距離銀河系最近的一個星系（大小麥哲倫屬于矮星系），而銀河系所在的本星系群范圍高達(dá)1000光年，室女座超星系團(tuán)則達(dá)到了上億光年，更大的拉尼亞凱亞超星系團(tuán)則數(shù)億光年，而這只是宇宙微不足道的一部分。
太陽系附近
因此就算實(shí)現(xiàn)了曲速引擎，我們想要飛行到宇宙邊緣看一看仍然是一個相當(dāng)不切實(shí)際的奢求。
宇宙的結(jié)構(gòu)
延伸閱讀：EMDRIVER
2000年初，英國航空太空工程師Roger Shawyer發(fā)明了一種奇怪的引擎，它利用微波在射頻共振腔內(nèi)來回反射，最后被引出產(chǎn)生“推力”的一種引擎，就目前而言，它的能量/推力比甚至可以被忽略不計，但好在它不用工質(zhì)，所以還被稱為無工質(zhì)微波推進(jìn)器。
有傳聞它就是所謂的曲速引擎，但很明顯這種引擎即使實(shí)驗(yàn)成功也無法逃脫相對論效應(yīng)，但它不用工質(zhì)，只消耗能量這種特征真的非常誘人，比如在近地軌道行，能量可以從陽光中獲得，但工質(zhì)只能從地面上攜帶，而發(fā)射每一千克質(zhì)量到太空都意味著上萬美元的成本，因此這種引擎“問世”后受到追捧。
只是到現(xiàn)在為止仍然沒有一家聲稱是真正研制成功的，更沒有這種引擎在太空測試，所以很難確定這種引擎是否真的可行。
