1.媒體來源:
Phys.org
2.記者署名:
Carolyn Collins Petersen
3.完整新聞標題:
What if you flew your warp drive spaceship into a black hole?
4.完整新聞內文:
曲速引擎有著悠久的不存在歷史，儘管它們在科幻小說中無處不在。作家約翰·坎貝爾首
次在一部名為《空間之島》的科幻小說中引入了這個概念。
如今，特別是由於《星際迷航》的影響，這個術語變得非常熟悉。它幾乎成為超光速旅行
通過超空間的通用參考。曲速引擎是否會存在，這仍然是一個物理學家們正在努力解決的
問題，但目前，它仍是理論上的。
最近，兩位研究人員研究了一艘擁有曲速引擎的飛船試圖進入黑洞會發生什麼。結果是一
個有趣的思想實驗。雖然這可能不會導致星艦大小的曲速引擎的誕生，但可能會讓科學家
們某天創造出較小版本。這篇論文發表在《物理學通訊B》期刊上。
雷莫·加拉提尼和基里爾·扎特里馬耶洛夫推測，這樣的引擎可以在所謂的史瓦西黑洞內
存活。前提是飛船在進入事件視界時的速度低於光速。
理論上，黑洞的引力場會減少維持引擎運轉所需的負能量。如果成功，飛船可以通過並以
某種方式利用它到達其他地方而不被壓碎。此外，這一思想背後的數學理論指出了在實驗
室中可能創造迷你曲速引擎的方向。
什麼是曲速引擎？
科學家能否在實驗室中建造微型或迷你曲速引擎？這是一個很好的問題。為了理解研究團
隊的工作，我們來看看這項研究中的主要角色：曲速引擎和黑洞。
這個概念靈感來自於沒有任何物體可以比光速更快的事實。鑒於太空中的距離，前往最近
的恆星需要多年（即便我們可以以光速前進）。跨越一個星系或前往更遠的星系則需要多
年甚至多個生命。因此，如果你想成為一個星際旅行的物種，你必須以超光速（FTL）旅
行。
那你該怎麼做呢？這就是曲速引擎的作用。理論上，它們允許你將飛船置於一個可以以超
光速穿越空間的泡泡中。這就是《星際迷航》（以及其他科幻故事）中的星艦能夠如此快
速穿越巨大距離的方式。《星際迷航》的飛船使用一個“曲速核心”中的能量源來驅動曲
速場生成器。它們在子空間中創建曲速泡泡。飛船利用這一點去到船員需要去的地方。
物理學家喜歡曲速引擎嗎？
這樣的曲速引擎是一個充滿吸引力的想法，但也有許多警告。例如，生成曲速場需要大量
的能量。有些物理學家認為，這需要比我們現在能夠產生的更多的能量。創造這樣的能量
需要大量的奇異物質——類似於“無法取得”的材料。因此，這就是一個問題所在。
其他人則認為創造這樣的引擎違背了我們當前對時空物理的理解。然而，這並沒有阻止任
何人猜測如何實現它。例如，墨西哥物理學家米格爾·阿庫比埃在1994年提出了這樣一個
引擎的想法。他認為它可以創造一個能夠使空間圍繞物體移動的泡泡。
他一直在研究一艘可以比光速更快到達某地的飛船。然而，他和其他人仍然指出了創造和
維持曲速引擎的各種問題。其中包括這樣一個想法，即這樣的引擎實際上將自己與宇宙的
其餘部分隔離開來。這意味著飛船無法控制讓它前進的引擎。因此，仍然有一些問題需要
解決。
關於黑洞
我們對黑洞最熟悉的是它們的恆星質量和超大質量黑洞的形式。這些黑洞還帶有吸積盤，
將物質傳送到黑洞中。例如，我們自己的銀河系中心的超大質量黑洞——人馬座A*——週
期性地吞噬物質，然後發出輻射。其他更活躍的星系則在中心超大質量黑洞連續進食時發
出物質噴流。
黑洞是質量的集中，其引力強大到連光也無法逃脫。在關於黑洞和曲速引擎的研究中，作
者使用了史瓦西黑洞。這些所謂的簡單“靜態”黑洞彎曲了時空，沒有電荷且不旋轉。基
本上，它們是對空間中緩慢旋轉物體特徵進行數學探索的良好近似。
當一艘配備曲速引擎的飛船穿越黑洞時
史瓦西黑洞是這次理論探索中穿越事件視界的曲速引擎的“完美”黑洞。為了計算這種情
景，加拉提尼和扎特里馬耶洛夫決定數學上結合描述黑洞的方程和描述曲速引擎的方程。
他們發現，在其他情況下，可以將曲速引擎“嵌入”黑洞的外部區域。曲速泡泡本身比黑
洞小得多，並需要向它移動。黑洞的引力會影響創造和維持曲速引擎所需的能量條件。
這意味著理論上你可以減少維持曲速泡泡所需的負能量。此外，研究人員還指出，如果曲
速泡泡的移動速度低於光速，它將有效地消除黑洞的視界。
研究團隊還描述了這樣一個概念，即這樣的情況可能會引發虛擬粒子在電場中的轉換，成
為真實粒子。如果是這樣，這可能導致在實驗室中創造迷你曲速引擎。
稍微改變黑洞
有趣的是，該團隊還提出，如果曲速泡泡的移動速度較慢且比黑洞視界小得多，這可能會
增加黑洞的熵。然而，正如他們在結論中所述，“在其他物理情況下存在潛在的問題，例
如，當曲速引擎被黑洞完全吸收時，它可能會減少其質量，從而減少其熵。”
同樣，當一個較大的曲速泡泡穿過黑洞時，它會產生“遮蔽”效應，並實際上消除了視界
，這使得無法按照霍金的意義來定義黑洞熵。如果曲速引擎在自然界中是可能的，這些問
題表明我們仍然從熱力學的角度無法理解它們。”
曲速引擎技術仍有待觀察
因此，儘管這項研究可能在理論上具有價值，並可能導致迷你黑洞的實驗室生成，但仍有
許多問題尚未解決。也許在未來，當我們理解這兩個物體背後的量子力學時，我們可能會
發現曲速技術變得很容易實現。
如果是這樣，那麼當飛船穿越黑洞時，我們可能會面臨一個奇怪的時刻。例如，來自黑洞
內部的信號可能會被曲速泡泡從奇點中帶出。這將使我們能夠傳送黑洞事件視界內部的影
像或記錄——這是目前無人知曉的事情。
還有一種可能性是，這些可怕的黑洞可能會使曲速引擎的實現變得不那麼困難，因為它們
不需要那麼多奇異的“負能量”來源。
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https://phys.org/news/2024-08-flew-warp-spaceship-black-hole.html
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269324004684?via%3Dihub