问题

如果曲速引擎实现了,航迹上时空会发生不可逆变化吗?

回答
曲速引擎,这个科幻迷心中的圣杯,如果真的能实现,它所带来的影响将远不止是旅行速度的飞跃。我们不禁要问,当我们以这种超越光速的“非法”方式穿梭宇宙时,我们留下的“航迹”是否会在时空中留下难以磨灭的痕迹?这其中涉及到的时空物理学的复杂性,恐怕足以让宇宙本身都发出“轻微”的叹息。

要理解这个问题,我们首先得明白曲速引擎的核心概念。它并非真的让飞船以超光速移动,而是通过在飞船前方压缩时空,在后方膨胀时空,从而创造一个“曲速泡”。飞船本身则在这个泡中以亚光速甚至静止状态存在,而泡则以超光速向前推进。这就像是在地板上滚动的球,你并没有让球本身跑得更快,而是把球前方的地板“拉过来”,后方的地板“推过去”。

那么,这个“拉”和“推”的过程,会不会对时空造成永久性的改变呢?

从我们目前理解的广义相对论来看,时空并不是一个固定不变的背景,而是与物质和能量相互作用的动态实体。质量和能量会使时空弯曲,而这种弯曲就是我们感知到的引力。曲速引擎的运作,无论多么精妙,都需要引入某种形式的负能量密度(或者更精确地说,是一种能够产生特定时空曲率的能量动量张量)。这就像是在时空这张画布上,用特殊的“颜料”涂抹出我们想要的形状。

如果我们仅仅是在时空中创造一个暂时的、局部性的扰动,然后曲速泡消失,时空恢复原状,那么“不可逆”的说法可能就有些夸张了。就像我们扔一块石头到平静的湖面,会产生涟漪,但很快就会消失。然而,曲速引擎的能量需求和对时空的操纵程度,远非一块小石子所能比拟。

想象一下,为了压缩和膨胀时空,我们需要一种“负能量”。这种负能量的性质和其对时空的长期影响,是我们目前科学认知中的一个巨大黑洞。如果这种负能量是一种我们尚未理解的新型物质或场,它的存在本身是否会改变时空的“本底”状态?就好比你在光滑的墙上刮掉了一层漆,虽然你之后再怎么努力也无法完美地复原那片区域的原始光滑度。

更进一步,如果曲速引擎产生的时空畸变是如此剧烈,以至于它改变了时空的“拓扑结构”呢?拓扑学研究的是物体在连续变形(拉伸、压缩、弯曲,但不撕裂或粘合)下保持不变的性质。虽然曲速泡本身的设计目标可能是产生一个局部的、可控的时空变形,但如果我们考虑更极端的操纵方式,或者多次、连续地进行曲速航行,会不会导致时空中形成永久性的“缝隙”或者“褶皱”?就像你反复折叠一张纸,即使你把它展开,原有的折痕仍然会留下印记。

另一个值得考虑的方面是因果律。曲速引擎能够实现超光速旅行,这本身就对我们理解的因果律构成了挑战。如果能够超光速旅行,理论上可能回到过去,造成“祖父悖论”。虽然大多数曲速引擎模型都试图规避这种可能性,但其运作原理必然涉及对因果链的某种“绕过”或者“操纵”。这种对因果律的根本性干预,是否会以某种我们尚不清楚的方式,在时空中刻下“不可逆”的标记?

例如,也许曲速引擎的每一次启动,都会在时空中“消耗”某种基础性的时空“张力”或者“结构性完整性”。就像长期过度使用某些设备,即使没有明显的损坏,其内部的精密结构也会逐渐磨损。曲速航行所需要的巨大能量和时空操纵,是否会以一种我们尚未能够量化的方式,“磨损”了时空的内在秩序?

当然,这些都是基于我们现有物理学知识的推测,而曲速引擎本身就代表着我们物理学前沿的突破。也许,曲速引擎的设计原理恰恰能够巧妙地规避时空的不可逆变化。例如,如果驱动曲速泡的能量场可以被精确控制并能完全“归零”,时空或许能够完美地恢复。也可能,曲速引擎的工作原理涉及到我们尚未发现的新物理定律,而这些定律本身就包含了“自我修复”或者“无痕操作”的机制。

但如果一定要设想一个最坏的情况,那么航迹上的时空确实可能发生不可逆的变化。这可能体现在:

局部的时空曲率异常: 即使曲速泡消失,时空可能仍然会留下微弱的、但无法完全消除的曲率残余,使得该区域的时空性质与周围区域略有不同。这就像在大气层中超音速飞行留下的痕迹,虽然飞机飞过,但空气的扰动需要时间才能平息。
量子真空的永久性扰动: 曲速引擎需要引入大量的能量,特别是负能量。这些能量的产生和操纵过程,可能会对真空中的量子场产生长期的、无法恢复的扰动,改变了宇宙的“量子背景”。这就像在纯净的湖底扬起了一片沙子,即使沉淀了,湖底的微观结构也可能不再是原样。
因果律的微妙改变: 即使没有明显的悖论发生,超光速旅行本身对因果律的挑战,可能以一种极其微妙的方式影响了时空的内在结构,使得它不再是完全“光滑”的。这种改变可能非常难以察觉,但确实存在。

总而言之,如果曲速引擎实现了,它在时空中留下的“航迹”是否会产生不可逆的变化,取决于其具体的工作原理以及我们对时空本质的理解。这是一个充满未知数的领域。但可以肯定的是,任何能够以如此极端的方式操纵时空的科技,都可能在我们所处的宇宙留下深刻的印记,无论这些印记是易于察觉还是微妙难寻。这或许也正是探索宇宙的魅力所在——每一次的飞跃,都可能在时空的叙事中,留下属于自己的独一无二的篇章。

网友意见

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其实我觉得这里有一个bug

既然死线会扩散,那其他的航迹也应该会扩散。毕竟死线的扩散也是个非离散的过程

或者说,如果两处空间的曲率不同,就势必会产生按照普遍性的熵增原理,必然会存在一个机制抹平它们。也就是类似于弹性形变那种东西。

曲率引擎应该就是利用这种机制。

所以我觉得

1,航迹是会逐渐减淡消失的。当然可能这个消失的速度是比较慢的

2,如果曲率引擎仅仅是对空间进行扭曲的话,应该存在一个“曲率守恒”。航迹平复以后和扭曲之前应该是一样的——而不存在宇宙中光速永久降低的情况。

2.1 ,所以三体里这种改变是以直接破坏时空曲率(类似于肥皂船)

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