战时不定期广播:人类的速度

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女士们先生们好久不见,这里是战时不定期放送的广播,我是主持人艾尔德威森,由于上期节目出了点意外,我们摄制组已经转移到了其他地方,远离战争和硝烟,但这不代表我们的节目会由不定期放送改为定期放送,毕竟这是节目为数不多的特色之一!好吧,让我们开始节目吧。


接近光速的尝试

在2k到2.7k年间,人类的星际航行一直被所谓的“没有物质能超越光速”所束缚,令人欣慰的是人类终于迈出了走向宇宙的第一步。

在二十一世纪下半叶发生的第三次世界大战结束后,人类便开始想方设法离开地球,当时采用的主流推进方式是燃料推进器,通过燃烧燃料喷出气体作反冲运动来进行加速,然而,这样的推进方式太过低效,也非常昂贵。

在太空电梯出现后,一种新兴的航行方式出现了,那就是“太阳帆1”,由纳米材料制成,有点像今天的便携式人造太阳。他们利用光产生的光压来推进自身,且面积越大,太阳帆得到的光更多,速度也就越快,它的出现从一定程度上推动了月球殖民的发展。2100元年,为纪念科幻小说家阿瑟·克拉克,来自全球各地的人在位于地球的克拉克轨道2展开了一次从地球到月球的太阳帆比赛,2100年也因此被称为人类迈向宇宙的新纪元。

然而,一个小小的太阳帆不足以支撑星际航行。

早在二十一世纪末,可控型核聚变取得了突破性的发展,在它被正式应用于能源方面后,一些聪明人想到了将它应用于星际航行,于是,聚变冲压发动机3出现了。它的第一次测试是在地球的同步轨道上,2095年7月21日那天,每个处于黑夜之下的人都可以看到天空中出现了一颗闪耀的星星。虽然最后测试以发动机的故障而告终,但是它展现出了极大的潜力。

世界上第一台聚变冲压飞船出现在月球殖民地,它的外形与二十一世纪普遍存在的运货卡车相似,只有一个乘员位,在满载时可以达到百分之一光速,于是它逐渐取代了燃料推进,成为人类在太阳系内航行的载具。

百分之一光速远远满足不了人类的开拓精神,于是又过了几个世纪,当木星与土星太空城建立后,人类又离光速近了一步。太阳系两大气体行星太空城聚集着社会精英,其中也包括为星际航行事业奋斗着的开拓者,在短时间内,他们研制出了能够以光速推进的聚变冲压推进器,于是飞船不再像卡车那样小,它们可以大到能够搭载几百人甚至几千人那么大,并有能力穿越太阳系,前往更加广阔的的星际空间,2700年,随着第一批开拓舰队的启航,人类飞速发展的扩张纪元开始了。而人类努力追求速度的故事才刚刚开始。


超越光速

曲速驱动4

“一切物质不能超光速。”那么非物质呢?除了你那天马行空的思绪,还有就是“空间”了。那有什么方法可以驱使空间使我们超光速运动呢?答案便是:曲速驱动。

早在1994年,物理学家米格尔·阿尔库维雷就提出了这个概念。通过改变空间的拓扑结构使飞船超光速航行,简单来说,就是缩短你前方的空间,同时扩大你后方的空间。打个比方,你正站在一块长长的地毯上,如果你想要到另一边的话,你可以选择走过去,但是你也可以通过把地毯卷起来从而把另一边拖过来,听上去很轻松,实际操作起来需要大量的正能量和负能量。

不过,这之中有一些技术缺陷,这航行是,飞船内部和外部的空间是完全断开的,下一部分将提到的“信息”将无法穿过,因此航线必须是提前设定好的,不可中途返程,所有它更像一列星际快车而不是飞船。


超距传输

这项技术大概是在4k左右诞生的,在介绍它之前,我们要先引入“信息”这个概念。

信息(information)是创造宇宙万物的基本单位,而超距传输需要接收的是量子信息5,超距传输需要你得到关于目标传输物品的信息6,打个比方,如果你掌握了构成我的所有信息,你可以用一些手段把我变成一个70千克重的香蕉或者苹果。复制物品这一技术在3700年就有了突破,但是超距传输直到4k才出现,之后便开始广泛应用。

至于之间为什么存在这么大的时间差,这要归咎于EPR悖论7。矛盾在于,经典信息可以被复制,但是不能够超光速,量子信息可以超光速,但是不能被复制,根据海森堡不确定性关系,基本粒子的位置与动量始终是测不准的,因此你无法得到准确的信息,也就是说,即使你通过跨越几亿光年通过观测两个地方的光子的纠缠(得到它的物理信息)得到信息的方式得到了关于构成我的信息8,你也无法精确复制我,致命的不确定性关系会使我缺胳膊少腿(其实没有那么夸张,但是一旦你体内的DNA出现了问题那也会一样恐怖),就像打印机打出的复印件,不可能做到每个原子都与原件排列相同。

SCP基金会和全球超自然联盟一同解决了这一难题,经过大量的实验,也经历的大量的失败,全球超自然联盟率先在相距10光年的两个实验室中复制出了完全一样的物品,并在不久后复制了活物和人类,在4003年,他们成功将一只猫从地球传输到了30亿光年外的一艘飞船上(那飞船之后被称作“薛定谔号”,目前存放于地球的人类历史博物馆。),此后超距传输便开始推广,成了今天广为人知的传输机。


虫洞与时间槽

虫洞应该是从一点到另一点最快的方式,虽然虫洞技术在3k就已经迈向成熟,但仅应用于设想的虫洞实时通信,另一方面,人为制造的量子黑洞9太小了,不能用来传输活物。不过事情在4k有了一些发展,随着地球联邦控制的星系越来越多,他们急需一种能够维持星际间交通秩序的跃进方式,在这样的背景下,星系级虫洞出现了。

今天,这样的虫洞大部分设置与大质量黑洞的事件边界附近,因为那样可以简单地获取负能量,一旦获得的足够的负能量,虫洞就可以保持展开而不坍缩。现在它们正连接着人类文明所在的地方。哦,除了仙女座和银河系,如果你要去那里需要另辟蹊径,或者找一些恒星级虫洞。

时间槽,既Xyank/Anastasakos连续时间槽,它的原理很简单,就是制作一个永久的事件边界,将百万年的航行变成1秒的事情。它让科学家不解,让旅行爱好者痴迷,让时间旅行者恨之入骨。它很可能在二十世纪就已经出现,是SCP基金会的杰作,它第一次被应用于星际航行是在基金会探索深空异常的“游隼”10任务中,直到3900年,地球联邦从基金会手中得到了这项技术,随后应用于星际航行领域。

根据它的原理,它甚至可以用来统一人类文明所在处的时间,于是以它为基础的“时间统一槽”出现了,通常它们和现实稳定锚安装在一起。于是人类脱离了相对论的束缚。4000年,随着人类居住区时间的统一,扩张纪元宣告结束,对外殖民至此从跨越式殖民变为侵蚀式殖民,一个崭新的时代就此开始。

结语

那么,为什么时间旅行者会对时间槽恨之入骨呢?那就是下期节目的内容了!观众朋友们,我们的广播仍会不定期地在电磁波,中微子,以及新增的引力波频带上向全宇宙放送,感谢你们的支持,我是主持人艾尔德威森,我们下期节目再见!


«探秘奇妙宇宙|人类的速度»

Footnotes
  1. 1.是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。由于光压对航天器的推力很小,以及空气阻力的存在,航天器不能从地面起飞,但在没有空气阻力存在的太空,这种小小的推力仍然能为有足够帆面面积的太阳帆提供 10e-5~ 10e-3g左右的加速度
  2. 2.地球静止轨道(或作“地球静止同步轨道”、“地球静止卫星轨道”、“克拉克轨道”)是特别指卫星或人造卫星垂直于地球赤道上方的正圆形地球同步轨道。地球静止轨道属于地球同步轨道的一种。
  3. 3.该发动机利用强大磁铁形成了直径巨大的磁漏斗,磁漏斗的作用是将星际旅行中沿途的氢收集起来作为飞船核聚变反应堆的燃料。没有燃料负载的飞船在聚变冲压式喷气发动机的推动下,能以接近光速的速度在宇宙中自由穿梭。
  4. 4.宇宙的空间并不是平坦的,而是存在着曲率(曲率为曲率半径的倒数,曲率越大表示弯曲程度越大),如果把宇宙的整体想象为一张大膜,这张膜的表面是弧形的,整张膜甚至可能是一个封闭的肥皂泡。虽然膜的局部看似平面,但空间曲率还是无处不在。一艘处于太空中的飞船,如果能够利用某种方式把它后面的一部分空间烫平,减小其曲率,那么飞船就会被前方曲率更大的空间拉过去,这就是曲率驱动。
  5. 5.量子信息(quantum information)是关于量子系统“状态”所带有的物理信息。
  6. 6.这里的信息指所要传输物品的基本粒子的排列方式
  7. 7.EPR悖论(Einstein-Podolsky-Rosen paradox)是E:爱因斯坦、P:波多尔斯基和R:罗森1935年为论证量子力学的不完备性而提出的一个悖论(佯谬)。EPR 是这三位物理学家姓氏的首字母缩写。这一悖论涉及到如何理解微观物理实在的问题。爱因斯坦等人认为,如果一个物理理论对物理实在的描述是完备的,那么物理实在的每个要素都必须在其中有它的对应量,即完备性判据。当我们不对体系进行任何干扰,却能确定地预言某个物理量的值时,必定存在着一个物理实在的要素对应于这个物理量,即实在性判据。他们认为,量子力学不满足这些判据,所以是不完备的。EPR 实在性判据包含着“定域性假设”,即如果测量时两个体系不再相互作用,那么对第一个体系所能做的无论什么事,都不会使第二个体系发生任何实在的变化。人们通常把和这种定域要求相联系的物理实在观称为定域实在论。
  8. 8.这往往是不准确的,你可以得到信息但是不能得到准确的信息,EPR悖论支持你发送信息但不支持你得到准确的信息
  9. 9.这些量子层级的原生黑洞有可能是在早期的宇宙(或者大爆炸时期)里面高密度的环境,或者在随后的相变里面被产生出来。透过因霍金辐射效应所预计散射出的粒子。
  10. 10.可参考SCP-3029SCP-3200
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