
曲率引擎基于广义相对论,设想通过弯曲空间实现超光速航行;正反物质引擎利用正反物质湮灭释放能量;核聚变引擎模仿恒星核聚变反应,前景广阔。三者各有优势,但均未实现,未来实现还需长期努力与技术突破。
首先,我先明确一点:以上三种引擎匀未实现。
1.曲率引擎
曲率引擎可以说是一种基于阿尔伯特·爱因斯坦(Albert·Einstein)的广义相对论(Generalrelativity)的一个产物,它的动力一般视作弯曲的空间对物体运动的影响造就的。通过使机器前方的空间伸张,后方的空间收缩,从而使机器向前运动。效果类似于让水平面弯曲,形成高低差,令其上的物体运动。(这里用水平面类比只是便于理解,宇宙是三维的)
这是曲率引擎的理想示意图。科学家设想用小型黑洞来造成空间弯曲。但这仅为设想,但如果成功造出了,就理论而言,如果没有造成时间流速改变,它的星际航行速度将有可能超越光速。因为飞船与四周空间的相对速度并没达到光速(由相对论知,任何有质量的物体速度都达不到光速,除非你的物体为光子,或你有无限大的能量),但是空间本身无质量,让运动的空间带飞船运动,于是飞船与静止空间的相对速度便可达到光速。
2.正反物质引擎
故名思义,这种引擎是利用两种物质来产生能量的。它的设想为使正物质与反物质互相碰撞,两者会发生湮灭,理论上可从将这两种物质完全转化为能量,之后再利用起来。(利用过程必会有熵,只是物质转化为能量的过程是完全转化)物质湮灭可以放出巨大能量,能量多少可参照爱因斯坦的质能方程E=mc^2。(E:能量m:物质质量c:光速大小值)一般想法是直接在湮灭室后开口,将物质湮灭爆发的能量通过管道喷出,给机器提供向前的力,效果可类比于化学燃料火箭。
它可以产生巨大能量,但是就星际航行而言,效果将远不及曲率引擎。且反物质生产困难,一般只在大型粒子加速器中可见少量,需用磁场束缚才可存放。但是其可行性远高于曲率引擎。
3.核聚变引擎
核聚变引擎可以说是从恒星上获取的灵感,有关资料作者从网上查询得到,下面给大家呈现。
核聚变(nuclearfusion),又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应。核是指由质量小的原子,主要是指氘,在一定条件下(如超高温和高压),只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚,让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核(如氦),中子虽然质量比较大,但是由于中子不带电,因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来,大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。这是一种核反应的形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。核聚变是核裂变相反的核反应形式。科学家正在努力研究可控核聚变,核聚变可能成为未来的能量来源。核聚变燃料可来源于海水和一些轻核物质,所以核聚变燃料是无穷无尽的。利用核聚变产生的能量作为推进动力,既清洁,原料又丰富,是目前新型航天引擎研究的较有希望的一种。
目前核聚变引擎相比前两者来说更有可行性,这也是为什么作者这里要重点介绍,目前已经有了可控核聚变的项目。其中主要的可控核聚变方式有:
激光约束(惯性约束)核聚变(如我国的神光计划,美国的国家点火计划都是这种形式)
磁约束核聚变(托卡马克、仿星器、磁镜、反向场、球形环等),这种方式被认为是最有前途的。
虽然可控核聚变项目有在进行,但离核聚变引擎我们还有很长一段路要走。
综上所述:三种引擎各有所长,核聚变引擎相对来说技术难度较小,正反物质引擎能量产生多,曲率引擎航行速度最快。但是如开头所说,三种引擎的实现还需要走很长一段路,还需要我们的继续努力。
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