“超越光速”旅行的两种方式

相对论的基本原理指出，没有任何东西可以比光速更快，但同时也观察到了一些其他方式，可以在两点间旅行时，用时要比光速更短。

一百多年前，二十世纪最重要的人——阿尔伯特·爱因斯坦提出了狭义相对论的基础，即没有什么物质会比光速更快：光速是一个最高上限，速度约为每秒300000公里。

光速被认为是自然界的一个基本常数，在著名的相对论方程E=mc中，光速（c）作为比例常数，将质量（m）和能量（E）的概念联系起来。

但我们怎么能如此确信没有任何物质比光速传播更快呢？如果我们试一试的话，会发生什么？

时间膨胀的问题

宇宙是一个时间-空间结构，也就是说，在超远距离旅行中，不仅空间起作用，而且时间也在起作用。光，需要四年的时间才能从距离我们太阳系最近的恒星——比邻星出发到达地球。光速总是不变的，它总是以相同的速速移动，不管我们走得有多快。光速是绝对的，而宇宙中的其他速度却是相对的。

光速的绝对性带来了一个结果：时间膨胀。也就是说，空间和时间也是相对的。时间膨胀指的是一名相对于固定时钟移动的观察者，所观察到这个时钟的“时间减缓”。

为了看得更清楚，让我们想象一下我们在空间中以越来越快的速度加速运动。当我们达到光速时，我们会注意到“我们的时钟”正在减速：我们会慢慢地冻结在时间中，就像“慢速”旅行一样，我们永远也无法达到30万米/秒的光速。这是相对论的基础。

那么，我们如何超越光速？

那么好吧，如果没有什么比光速更快，你可能会想这篇文章是不是标题党。不是这样。物理学考虑了在不违反绝对光速的情况下，在两点之间实现比光速更快到达的方式，尽管是在理论层面。

理论物理学家米格尔·阿尔库别雷（Miguel Alcubierre）在2018年的“未来大会”上，向公众展示了两种“比光速更快”的旅行方式。

1.虫洞

在不违反爱因斯坦相对论的情况下（准确地说是利用它），我们找到了一种比光速“更快”的旅行方式（准确地说是，比光速所花的时间更短）。

虫洞是一个假设的宇宙体，但它是基于相对论的一个原则：空间可以弯曲。从宇宙中一个遥远的A点到另一个遥远的B点的一种更快的方法是“弯曲”空间，在两者之间创造一条隧道，如下图所示。

如果光以红色路径从A到B，那么它肯定要比我们通过绿色路径所到达的时间更久。如果光和我们走同样的路径，它将永远战胜我们。

坏消息是，在实践层面上，还没有科学家知道如何创造这条捷径。

这种虫洞也被称为“爱因斯坦-罗森桥”，是一种宇宙中的“捷径”。早在1936年，爱因斯坦和罗森这两位科学家就提出了虫洞的假想概念。

2.扭曲推进

这是另一种以“扭曲空间”的方式来实现的过程。根据阿尔库别雷的说法，这是通过加倍空间来推动我们前进，也就是说，这是一个“空间旅行”的问题。

假设空间在膨胀，也就是在“拉伸”，假设我们可以让我们身后的空间在我们面前拉伸和收缩。如果我们可以成功地将空间从A点压缩到B点，理论上我们可以比正常情况下的光走得更快。

阿尔库别雷补充说，要使这两种形式的空间旅行成为现实，我们需要大量的能量，相当于整个恒星；另一方面，我们也需要所谓的负能量。据我们所知，我们从未探测到负能量，它是一种反重力；但幸运的是，根据物理定律，并没有排除它的存在。