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《三体》中的曲率驱动是个什么原理? 第1页

  

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AA拿过程心叠好的带篷的小纸船,称赞很漂亮,然后示意程心也进浴室。在盥洗台上,她用小刀片从香皂上切下了小小的一片,然后把小纸船的尾部扎了一个小孔,把那一小片香皂插入小孔中,抬头对程心神秘地一笑,轻轻地把纸船放进已灌满水并且水面已经平静下来的浴缸中。


小船向前移动了,在这片小小的水面上,从此岸航向彼岸。


程心立刻明白了原理:香皂在水中溶解后,降低了小船后方水面的张力,但船前方水面的张力不变,小船就被前方水面的张力拉过去了。但这个想法转瞬即逝,程心的思想随即被一道闪电照亮!在她的眼中,浴缸中平静的水面变成了漆黑的太空,白色的小纸船在这无际的虚空中以光速航行……



以下是后来罗辑阐述黑域的原理


罗辑继续说:“听说你们是从肥皂小船悟出曲率驱动的,那我现在问一句:小船在浴盆中航行到达对岸后,你们有没有把它拿回来,放到浴盆里再试一次?”


当时没有,由于担心智子,程心把小船扔到一边去了,但很容易想出结果。


“小船不会再动了,因为第一次航行后,水的张力已经被减小了。”程心说。


“很对,光速飞船也一样。在曲率驱动的航迹上,空间的结构也被改变了,如果把同样的第二艘曲率驱动飞船放在第一艘飞船的航迹范围里,它将寸步难行。在航迹空间中,必须使用功率更大的曲率引擎,这时,空间曲率驱动仍能够使飞船达到航迹空间的最高速度,但这个速度比第一次航行时达到的最高速度要低得多。换句话说,在航迹空间里,真空光速降低了。”


“能降低到多少?”


“从理论上说能降到零,但在实际中几乎不可能做到。不过,把‘星环’号的曲率引擎的空间扭矩调到足够大,可以使航迹空间的光速降到人们梦寐以求的每秒16.7千米。”“这就是……”AA盯着罗辑的影像说。


这就是黑域了,程心这样想,但没有说出来。


“这就是黑域。”罗辑说,“当然,要产生容纳一个恒星系的黑域,一艘飞船是远远不够的。据计算,生成容纳太阳系的黑域需要一千多艘曲率驱动飞船,这些飞船以太阳为中心,放射状地朝各个不同的方向加速到光速,它们产生的航迹在扩散中连成一体,形成一个笼罩整个太阳系的球体,这个球体中的光速为每秒16.7千米,这就是低光速黑洞,就是黑域。”


“黑域是光速飞船产生的!”AA说。


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还是举个通俗例子来说明吧。

你用力拍一下水面,你就会感觉到自己拍在了一个平面上,并且有点反弹。这就是水面张力的表现。

然后你把水换成一张四面拉紧的保鲜膜(比如用保鲜膜包住一个大脸盆),同样会感到拍在一个平面上,并且同样会反弹,这是保鲜膜的张力表现。

如果这时你在保鲜膜上用针戳一个小洞,小洞就会在四面八方的拉力下变大最后留下一个大洞。这时如果你在保鲜膜上有个小纸船,你就会看到纸船会被拉向边缘,其实这就是曲率引擎的类似表现了。

然后你就把这个四处绷紧的保鲜膜推广成整个宇宙空间,曲率引擎就是把宇宙飞船身后的空间里扎了个破洞,飞船就会被拉向前方了。


可能说得比较抽象,拿保鲜膜试一下就能理解了。


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更新一波,小透明感谢大家的厚爱,第一次有这么多人给我点赞。

来更进一些讨论里的“一次性的”话题,关于一次性,大刘小说里已经描述过了,再把纸船放回去也是驱动不了,必须在已有的基础上再次降低才行,换成保鲜膜也可以做同样的推导:那就是在大脸盆上包多层的保鲜膜。

这里拿三层做例,理想状态下,刺破一层,脸盆上的保鲜膜会留下一个“一层破开还剩两层没破”的区域,比起原来的三层都没破,这个区域就是能量级被降低的区域。再把纸船放在这里,无论第一层怎么拉也和船没关系了,想让纸船第二次再动起来,就得扎破第二层保鲜膜。

以此类推,第三次再把纸船放回来,就得扎破第三层,不停地一层一层往下降低能量级。这就是小说里必须以更大的功率驱动曲率引擎降低曲率才行。

而归零者干的事就是一口气直接扎破了三层,让这个区域再也没了连着的保鲜膜了,就是让曲率直接变成了零。


再说点曲率被降低这回事儿,小说里大刘天才地把光速和曲率联系在了一起,曲率低的空间里光速也慢,这个构成了《三体三》整本小说的重要基础。但现实中这个光速和空间曲率的关系是不是小说里描述的那样,谁也不知道,因为目前还没人能干出降低空间曲率的事儿来。




  

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