人类什么时候实现翘曲飞行(翘曲飞行速度有多快)

什么是翘曲飞行？

翘曲飞行，也叫做“埃尔库比飞行”，是爱因斯坦通过他的广义相对论推断出来的，解释说是通过时空的塌陷来完成的，虽然人类还未能掌握用它来实现星际旅行，但是它存在的依据就是：至今为止，它并未违背任何有关太空的科学理论解释说，它就像自动扶梯一样，自己并不动，而周围的一切却在以一种速度匀速相对于你向后运动。

曲率飞行可以实现吗？

曲速引擎就是一种空间的压缩和扩展技术，即在飞船前段压缩空间，后端再把压缩的空间释放。这样，处在中间的飞船时空仍是平坦的，而前后两端一个时空变快一个变慢，飞船达到超光速飞行。

其实这种技术，就是我们祖先说的缩地成寸的翻版而已。制造曲速引擎，关键就是如何实现时空的压缩和膨胀，对应的就是理解空间规则。可惜，人类目前的 科技 还显得太过于简陋，根本没有对空间有何深刻认识。只有爱因斯坦的相对论涉及到了时空的弯曲，即大质量物体可以导致时空弯曲。但是除此之外，我们对时空扭曲和膨胀的了解，几乎为0。所以，如果依照人类现在的 科技 水平，制造曲速引擎基本属于痴人说梦。

不过，人类的 科技 发展也才几千年，相对于宇宙动不动几千万年、几亿年的时间尺度，人类的文明进程显得就太微不足道了。所以，如果给人了足够的时间，相信依人类目前的科学发展速度，掌握空间技术并不是什么难事，制造曲速引擎也是易如反掌。毕竟，在1900年，人们还很难想象什么是电视，电脑，手机。而现在，不都是常见物件了吗？

曲速飞行在理论上是可以实现的，需要使用阿库别瑞引擎，压缩飞船前方的空间，让飞船后方空间扩张，形成一个曲速泡，飞船就可以裹在泡泡中超光速行驶了，不会受到爱因斯坦相对论的限制，时间也不会膨胀变慢。

但阿库别瑞引擎也仅仅在理论上可行，现实中还没法实现。

首先，阿库别瑞引擎消耗的能量是你完全无法想象的，仅仅运送几颗原子，就需要消耗掉三个太阳的质量。

其次，阿库别瑞引擎会出现负能量密度的情况，需要奇异物质来驱动，而奇异物质目前仅在理论上存在，宇宙中还从未发现过。

第三，阿库别瑞引擎并未完全排除回到过去的时间旅行，违背了时序保护机制，宇宙可能永不准许任何人把它生产出来。

第四，宇宙中虽然物质稀疏，但装备阿库别瑞引擎的飞船既然可以超过光速的速度前进，必然会影响整个时空。就像你驾着一架飞机在森林里飞，很可能会撞上前方的树木。曲速泡也是一样，你前面的空间既然被压缩了，那些星系、恒星、行星和智慧生命又会遭受何等恶劣的待遇呢？你自己也敢保证自己绝对安然无恙？

理论上，曲率航行或者说曲速航行是不违背物理学原理，完全是能够实现的，这种驱动方式本身就是基于已有的物理学理论所提出来的。利用这种特殊的驱动方式，我们可以突破光速限制，实现真正意义上的星际旅行。但需要注意的是，《三体》和《星际迷航》所说的曲速航行是不一样的。

在宇宙中，空间中分布着各种物质，它们会导致空间弯曲。所有的空间都不是平坦的，它们都会存在一定的曲率。在《三体》中，曲速飞船能够减小后方空间的曲率，导致前方曲率更大的空间会把飞船拉过去，从而使飞船以亚光速航行。在这种情况下，曲速飞船会产生巨大的相对论效应——尺缩钟慢，基于此就能实现星际旅行。

在《星际迷航》中，曲速飞船可以压缩前方空间，并扩大后方空间，使得曲速飞船能够相对于弯曲空间做“超光速”运动。在这种情况下，曲速飞船相对于局域空间并没有超光速，而是处于静止的状态，所以不会出现相对论效应。

但不管是哪一种曲速航行，这都需要负质量的东西来改变空间曲率，而我们现在对这种神秘的东西一无所知。

曲率飞行就是采用曲速引擎为动力的飞行，严格意义上来说这种移动不能叫做飞行，而是时空跳跃。总体上来说，时空通讯对曲速引擎的前景持乐观态度。

从理论上来说，只要有足够大的能量，就能扭曲时空，对时空产生折叠效应。

就像一张纸，如果从这头到那头，一只蚂蚁要爬很久，但如果把它折叠起来，根据折叠的皱褶多少，就能够一步或者几部跨越。

这个有点像我们古代描述的一种功夫叫缩地功，可以把大地压缩，距离缩短，于是此人就能日行千里。

而曲速引擎是压缩时空，把时空折叠起来，这与所谓的缩地功道理相同但效果天壤之别。

这是广义相对论时空弯曲理论的延伸，这个科幻中的设想正在逐渐地进入到科学家们的实际研究。

在科幻电影星际迷航中，使用的就是这项技术，里面对曲速航行具体操作细节介绍的不多，但最终把曲速层级定为最大值曲速10级。曲速1级为真空光速（c），随着层级增加曲速呈指数增加，但10级为速度无限大，无法达到，只能无限接近。

在现实中，最早提出这个概念的是上世纪五十年代的德国物理学家海姆，它指出曲速航行就是利用时空扭曲和时空跳跃实现超光速飞行，并提出了一些设想。

但一直到他辞世，他的理论并没有引起重视，因为大家都认为凭着人类掌控的物质条件，不可能制造出那么大的引力场。

一直到2005年，德国物理学家豪泽与同事德勒舍尔共同撰写了一篇以海姆理论为基础的论文，探究“超时空发动机”制造的可能性，没想到此举竟得到了美国航天学会的青睐，授予他们为2005年度“核能和未来航空”项目大奖。由此，这项看起来很科幻的理论重新得到了科学界的重视。

一些科学家开始了行动。

美国能源部圣迪亚国家实验室太空动力研究员罗格·雷纳德正在筹划着做一场实验，他准备用一部X光发生器，提供实验所需要的磁场。

2014年6月，美国太空总署(NASA)机械工程师、物理学家怀特正在研究开发可作星际旅行的宇宙飞船“IXS企业号”。他近日和3D艺术家拉德梅克合作，制作出宇宙飞船的概念图，宣称一旦飞船面世，只需两周便可到达距离太阳4光年远的地方。

2015年5月，美国NASA的科学家们开展了对曲速引擎的研究工作，工作室位于NASA约翰航天中心Eagleworks实验室，首席科学家为Harold White博士，他们已经研究出一套被称为EM drive的动力装置，这种装置已经获得了某种推力，这种推力似乎违反了动量守恒定律，一些难题还在研究中。

一些科学家认为，曲速引擎需要巨大的引力场，制造这种场所需能源非常巨大，目前人类无法实现。但另一些科学家却反驳了这种观点，认为制造一个小的曲率泡，只要很少的能量就能达到曲率跳跃的要求。

这项工作还仅仅是个起步，但的确有一个十分诱人的前景。

光速是我们这个时空的限制，常规飞行无法突破这个限制，使星际航行变得难以实现。

曲速引擎的设想为人类打开了另一扇窗户。

采用曲速引擎实现时空跳跃，能够突破光速限制，甚至获得若干倍光速的穿梭，但由于其不是采用常规速度飞翔，并不违背光速限制原则，而且也不会产生时间膨胀效应。

这样就不会产生祖孙佯谬的悖论，人们可以在正常的时光流逝中实现星际的跨越。

这是一个多么美妙的前景啊，虽然目前这项研究还处于半幻想半真实的状态，但这项理论已经得到了重量级科学机构的实际进入，这些科学家可不是吃素的，他们正在使这项原本不可能的事情一步步走向可能，超光速跨越或许已经不再是梦想。

所以时空通讯有理由相信，曲速引擎极有可能会成为人类达到二型恒星级文明时，走向星际空间的最重要工具。

奇思妙想，欢迎点评。

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人类要想进行宇宙间星际航行的话，理论上有三种方式，一种是常规的宇宙旅行，就是靠发动机来推动飞船，随着发动机的进步，人类星际旅行的速度会越来越快，但是根据广义相对论来看，这种方式之下的航行，永远不可能超过光速，因为凡是有静止质量的物体，达到光速的话将需要无限多的能量，所以这样看来将来的星际航行要超越光速简直是不可能的！然而科学家们还提出了另外两种星际航行的方式，一种是虫洞穿越，另一种就是曲速飞行了。

虫洞穿越和曲速飞行，理论上都是可以超越光速的航行方法，不过这两种方式其实都不不是在速度上下功夫了，而是跳出了追求速度的范畴，从而在时间和空间上打主意了，就是说虫洞穿越和曲速飞行玩儿的已不是速度，而是时空。

虫洞又叫爱因斯坦-罗森桥，它是相对论中预言的一种天体或者说现象，通常会出现的黑洞附近，对它的穿越比较好理解，就是因为虫洞弯曲某一部分时空，导致不同地点的距离变近了，就好像一张纸上的这边到那一边，本来需要走过一条边的距离，但是如果把纸对折起来的话，几乎一下子就到了，所以虫洞是一种捷径。

但是虫洞又有一种限制，就是它出现的地点不容易设定，所以利用虫洞穿越的话就只能穿越到它们本来存在的地方，星际航行很难利用它，而且人类至今也没有发现虫洞的存在，理论上如果它存在的话也是非常细小和短暂的，根本不允许宇宙飞船这样大的物体穿过，所以利用虫洞穿越是很不现实的。

如果说虫洞是一种宇宙时空现象，那么曲速飞行就是一种人造时空现象了，它是要在宇宙飞船前进的时候将飞船前面的时空进行压缩，同时将飞船后面的时空进行扩张，这样如果宇宙飞船的速度极快的话，理论上飞船将可以超过光速。

不过虽然理论上如此，然而要想压缩和扩张时空，几乎需要无限多的能量，虽然《星际迷航》等很多科幻电影中有曲速飞行的假设，但目前我们人类对实现这样的星际航行还是不可想象的。

我们先看看曲率驱动是怎么回事。

曲率驱动是一种通过改变飞行器前后空间的曲率获得飞船前进动力的驱动方式。这是科幻小说和电影里面常用的梗。

它的理论来源于墨西哥物理学家明戈·阿尔库贝利在1994年提出概念。其本质就是通过空间的收缩和膨胀驱动飞船，从而“绕过”相对论对极限速度的限制（这个限制是真实存在的）。

我们通过观察到的宇宙存在了137亿年，而我们观察到的最远的天体离我们有400多亿光年的距离。这说明了： 宇宙空间膨胀的速度远远大于光速。 你可以简单的把膨胀的气球看成是宇宙，而星体就是气球上的小点。

这违背了相对论了吗？并没有，相对论描述的是：信息不能超过光速传播。空间本身是不携带信息的。

所以，曲率飞行在理论上是可行的。

但是，科学家通过计算，把一艘宇宙飞船加速并超过光速，弯曲和抹平空间的能量，需要集中整个太阳系的能源才能完成。

这可能需要我们发展到第二类文明，掌握了戴森球才有可能制造这种飞行器。

综上所述，制造曲率飞行器是未来1000年内不能完成的任务。

利用所谓的“时空弯曲”实现“曲率飞行”，只能是科幻者的神逻辑的天方夜谭，而绝不可能在物理逻辑中实现。

以下我来厘清一下相关概念，做一些深度解读，但愿对一些走火入魔者有所警示。

一，曲率的大致意思。

曲率(k)，是单位弧长(s)转过的角度(θ)：k=Δθ/Δs。曲率半径或圆半径(r)，是曲率的倒数：r=1/k。因为：k=Δθ/Δs=Δθ/rΔθ=1/r。

凸起的曲率是正的，意味着能量递增。凹陷的曲率是负的，意味着能量递减。拐点的曲率是零，意味着短暂的平坦。

二，惯性定律的深度解读。

惯性定律，是一个宇宙大法则：任何物系的运动，保持匀速直线运动或相对静止。物系匀直运动意味着它最终的动态平衡，维持运动的能量不多不少，没有剩余的可被利用。

在黎曼几何中，匀直运动就是测地线循环，是最小曲率的匀速圆周运动。因此，惯性定律的匀直运动要改成“匀圆运动”。

所有的自然物系，都在匀圆运动，它们是自然的最经济的永动机，其驱动力只够自身运动，没有多余的可被投机取巧。

▲为什么边缘带的电子云密度越发稀疏呢？

三，熵增加原理的深度解读。

熵，表示物系运动的混乱程度或无序度。熵增加原理，即ΔS≥0。意思是：物系运动总是不断衰减降频，不断趋向最终的惯性、动态平衡、匀直运动、匀圆运动。因此，熵增加原理是惯性定律的热力学表述，异曲同工。

例如，恒星辐射的电磁波，在深太空的长期旅行中，能量不断衰减，频率不断降低。这种现象叫“熵增红移”，可颠覆宇宙大爆炸理论。

四，时空弯曲论的深度解读。

广义相对论的核心是时空弯曲论，甚嚣尘上。也许因为这个神逻辑，科幻作家刘慈欣臆造了曲率飞行。

▲时空弯曲论把爱因斯坦变成了科学大神

其实，光走曲线，只是因为承载光的空间介质在天体附近的质密梯度（▽×m）或能密梯度（▽●E）较大而已。但是，光走曲线也是一种动态平衡，其质量曲率或能密梯度，只能自给自足，不能被投机取巧。

▲让人“脑洞大开”的曲率飞行的一个设计。

这就好比：龙卷风把附近的 汽车 席卷进去，不是因为时空弯曲，二是空气介质的能密梯度很大而已。

综上：曲率飞行的幻谬，责任不在刘慈欣，归根结底，是爱因斯坦的广义相对论在作怪。

答：理论上存在这种可能性，实际上实现难度极大！

曲速飞行是相对于传统推进方式的一种完全不同的驱动方式，基于爱因斯坦的广义相对论——空间是可以弯曲的。然后我们操控并弯曲的空间，并带动空间内的物体，实现等效的相对移动。

这让人想起《三体》中，程心和艾AA乘坐的星环号，使用的就是曲速驱动引擎，等效速度为光速；还有电影《星际迷航》里，曲速引擎也是一项重要的技术，等效速度远超光速。

超光速飞行的一大限制，就是爱因斯坦的相对论，狭义相对论禁止任何形式的超光速传递有效信息，自然也禁止超光速移动物质。

但是广义相对论又留了一个缺口，就是空间的膨胀速度可以超越光速，曲速飞行理论就是利用这一原理，设想了一种操控空间移动的技术。

飞船前方的空间被压缩，然后被移动到飞船后方膨胀，等效于空间把飞船推向前方，而且不对飞船产生“惯性力”。因为空间的移动不受光速限制，所以飞船的等效移动能超过光速。

曲速表示空间翘曲的度量，而不是真实的速度，所以绕过了相对论的光速限制。同时，曲速的效果也可以等效看作移动速度，从而实现等效的超光速移动。

目前技术上最大的困难，就是无法制造足够的能量能让空间弯曲，所以相应的研究，基本停留在理论当中。

对人类来说，曲速飞行或许是遥远未来的唯一出路。试想，如果大自然禁止曲速飞行的存在，那么意味着人类将永远被限制在宇宙的一个小角落里，宇宙是如此广袤，人类只能远观而不可及，这将是多么恐怖的事啊！

理论上分析，确实有可能实现，根据就是爱因斯坦的广义相对论。

广义相对论彻底打破了我们对时空结构的传统认知，从牛顿的绝对时空观但到具有弹性的时空结构。也就是说，我们所在的时空结构并不是平坦的，而是具有弹性，同时可以拉伸，折叠甚至撕裂！

时空这样的特性在理论上可以让科学家们“大做文章”。比如题目中所说的“曲速技术”，也就是曲速引擎技术，在飞船周围制造时空“气泡”，利用强大的磁场就可以制造引力场，如果磁场足够强大，就能进入一个比我们所在时空更高的二度次空间，磁场一消失，飞船就回到现实时空！

所以说，从理论上分析，未来很有可能实现“超光速”飞行，这种超光速并不是绝对速度“超越光速”，而是利用时空结构特性，飞船本身在时空结构中处于相对静止状态！

还有一种可能，利用时空具有弹性的特性，可以制造“虫洞”结构，可以在瞬间达到理论上任何遥远的距离！

虽然光速不允许我们去超越，但大自然并没有关闭所有“大门”，我们可以利用大自然的规则间接地“超越光速”！

答：曲率驱动是在理论上可行的，但是在技术层次上曲率飞行尚不可实现。

爱因斯坦的广义相对论说明空间不是平坦的，如果把空间比作一张薄膜，那么这张薄膜是凹凸不平的。曲率飞行并不是常规的运动方式，它可以称为空间拖曳，它的实质上是对于空间的改造，借此漏洞打破光速不可超越的限制。例如现在被广泛接受的宇宙大爆炸速度是超光速的，也就是说空间的膨胀移动速度是可以超光速的。

同时《三体》中出现的曲率飞行就达到了光速，但是飞船飞过的空间就是一次性的。 这种飞行方式的动力是借助空间的性质进行驱动，并不是常规的施加能量提高速度，这种方式永远达不到光速（没办法，爱因斯坦不允许）。

曲率驱动希望有一天这种出现在科幻作品中的方式，会照进我们的现实。无论是太阳的寿命到了还是仙女座来了，我们都可以愉快的跑了。

科研人员第一次完成曲速引擎模型开发，超光速飞行或将成为现实

在著名科幻作品《星际迷航》中，企业号飞船通过“星际跳跃”快速地从一个星系航行到另一个星系，人类可以在寿命周期内对宇宙进行 探索 。实现这一目标的关键就是“曲速引擎”，它通过扭曲飞船周围的时空达到超光速航行。《星际迷航》剧集中，这种引擎被工程师“寇克瑞恩”于2063年发明。

“曲速引擎（Warp drive）”概念由来已久。在物理学上，这种引擎运用空间翘曲（space warp）理论进行飞行，1994年物理学家米盖尔·阿库别瑞（Miguel Alcubierre）对这一设想进行了总结，并设计了阿库别瑞概念引擎来实现这一梦想。尽管阿库别瑞引擎已被物理学界广泛接受，包括NASA在内的众多科研机构已尝试开发，但直到目前，尚未有可靠的技术方法来实现这一概念。

拥有曲速引擎的飞船在超光速飞行过程中会扭曲周围的时空，飞船前方的空间收缩，后方的空间膨胀，这一现象在物理学上被称为“空间翘曲”。空间翘曲会消耗不可想象的巨大能量，等同于一颗恒星所拥有的能量。根据设想，曲速引擎需要用到所谓“特异物质”的“负能量”才能实现空间翘曲。

目前为止，所谓“特异物质”的“负能量”只存在于理论物理中，即量子水平上的波动形式，极其微小。“曲速引擎（Warp drive）”的研究违背了现有的物理法则，因此很容易让人将这一努力联想到伪科学。

就在不久前，这一形势发生了明显的改变，来自瑞典隆德大学先进动力实验室的Alexey Bobrick和Gianni Martire在科学期刊“经典与量子引力”（Classical and Quantum Gravity）上发表论文称，他们完成了曲速引擎的第一款实用化模型。

不同于NASA和其他科研机构，该研究小组找到了方法，能够在相对论的理论框架下建造引擎，不需要所谓的“特异物质”的“负能量”。研究人员解释，他们用非常强大的引力场代替了“负能量”，并利用这些引力场来实现时空翘曲。但研究人员也承认，目前模型还存在一个主要障碍，即为了形成这一强大的引力场，需要在飞船内外部“翘曲气泡”之间制造一个巨大的时间差。

可即便人们将地球压缩成一个10米直径的球体，内外部的时间差仍只有每年一小时。同时，通过模型，人们发现进行空间翘曲的飞船最佳形状并非人们之前一直认为的细长形状，而是更大更宽，因为这能更佳地发挥曲速引擎效率。

尽管科研团队在如果在工程学上建造和安装一台真正的曲速引擎，但他们已经证明，在理论上这一设想是能够实现的，他们已经迈出了将它变为现实的第一步，科研团队相信，未来终有一天工程人员会将曲速引擎变为现实。

莱特兄弟是发明什么的

莱特兄弟是发明飞机。1903年12月17日，莱特兄弟首次试飞了完全受控、依靠自身动力、机身比空气重、持续滞空不落地的飞机，也就是世界上第一架飞机“飞行者一号”。

1904~1905年，莱特兄弟又相继制造了“飞行者2号”和“飞行者3号”。1904年5月26日，“飞行者2号”进行了第一次试飞。1905年10月5日，“飞行者3”号进行了一次时间最长的试飞，飞了38.6千米，留空时间最长达38分钟——这说明莱特兄弟的飞机已经较好地解决了平衡和操纵问题。1906年，莱特兄弟在美国的飞机专利申请得到承认。

扩展资料

1903年12月17日上午，可以说是世界科技史上一个历史性的进步：“莱特兄弟”在美国北卡罗来纳州的杀魔山成功试飞了世界上第一架依靠自身动力，且能自我操控飞行的飞机。虽然飞得摇摇晃晃，不甚平稳，59秒内飞了不到300米的距离，但这毕竟是人类动力航空史上一次极大的飞跃。他们给这架飞机取名“飞行者一号”。

在这之前，世界上很多科学家都认为，依靠自身动力就能飞行的飞行器，无异于是在制造“永动机”，根本就不可能实现。因此，很多国家都试着推广运用滑翔机。

而莱特兄弟的“飞行者一号”成功试飞后，圆了人类几千年的飞翔梦，在世界上引起巨大轰动。特别是莱特兄弟率先采用翘曲机翼来实现飞机的操控，让飞机在高空保持平稳飞行，取得重大技术突破。

很快，莱特兄弟就被各种荣誉和光环包围，他俩生怕被别人偷去了自己的技术，于是把飞机包扎起来锁进库房，不对任何人透露飞机的设计方案和翘曲机翼的核心技术，而对于那些想观看飞行表演的，必须要提前签约，经得他俩同意并支付一笔不菲的费用才行。

接下来，他俩把所有的心思和精力都放到申请专利上。他们相信，到时候全世界的飞机订单和销售都会纷至沓来，这样能赚到很多的钱。

将科学技术应用于战争，尤其是军事科技的运用，意味着能更好地把握战场制胜权。从1905年开始，莱特兄弟开始向美国陆军兜售自己的飞机，而美国陆军也极需这样的飞机用于军事观测侦察。他们找到莱特兄弟，告诉他们不要与别的国家签订订单，并希望他俩来一场飞行演示，然后再决定是否购买。

在当时，世界上已有不少飞行器出世，但坠毁机率相当高，几乎不堪使用。特别是美国曾拨款5万美元给美国航空技术专家兰利，但兰利研制了7年也没有成功，这一度引来了批评和耻笑，这让美国对飞机的怀疑始终存在，到1911年初都没有同意拨款给航空业。

因此，美国陆军需要先检测性能，再决定是否购买，这个要求是合情合理的。不料，莱特兄弟却要求美国陆军必须先付钱才能检测自己的飞机，丝毫不肯让步。

这让美国陆军十分难堪，因为军方并没有这笔费用，就算是买了，也得通过其它军事费用的名目来支出，要是莱特兄弟的飞机不合格，岂不白花钱了？并且军方认为，美国人自己的发明却不愿意交付给美国军方使用，是彻底的商业迂腐。

但美国陆军毫无办法，因为在1914年初，法院已作出判决，所有在美国生产的飞机要是采用莱特兄弟的专利，都需要向其支付20%的专利费。

1914年7月，第一次世界大战爆发，美国飞机因为受到莱特兄弟专利的保护和诉讼协议的制约，飞机性能简陋，只能简单地小规模轰炸和抛撒传单，并且数量上还远远不足。不得已，美国陆军只得花大价钱从法国购买飞机来作为战场应急。

战后，为了将“莱特兄弟”的专利费用降低到2%，美国迫不得已一次性支付了200万美金给莱特兄弟，美国的航空业才得到新的发展。

而那些年，莱特兄弟却把大量的精力投入到了飞机的专利保护中，而对于飞机的改良和技术创新却不上心，他们的技术水平实际上已经远远落后于同行。到了1915年，莱特兄弟就再也没有卖出过一架飞机。

1915年4月，法国的飞机已经处于世界领先水平了。并且法国飞行员罗兰·加罗斯在他的双翼飞机的螺旋桨后面首次安装了一挺机枪，并顺利飞上了蓝天。面对德军飞机靠近，他用机枪打得德军飞行员昏头转向，由此开创了飞机的空战先例。

参考资料来源：百度百科-莱特兄弟