在20年前的本周《星际迷航：航海家号》播出了最后一集。其的剧情围绕着一艘意外穿越至银河系另一端的联邦星舰——航海家号展开，船员们在陌生而危险的德尔塔象限努力生存，也竭尽全力，寻找方法返回相距七十年航程的家园……
航海家号在瞬间就可以来到距离地球7万多光年德尔塔象限。即使按照科幻小说的标准，航海家号的速度也非常非常快。但现实生活中有没有类似于这种未来超光速旅行的东西呢?
位移
《星际迷航》不可能没有位移。联邦飞船上使用的曲速引擎依靠时空的位移来规避相对论和光速的障碍。在《航海家》第一集中看到的位移波通过守护者(一个负责保护奥坎帕人的实体)将这一过程带到一个极端。看守人注意到自己即将死亡，利用置换阵列收集星系周围的各种物种，希望找到一个兼容的物种来接管他的任务。
这种波的确切性质从来没有被清楚地解释过，只是告诉我们这种波能够在不违反相对论的情况下快速地将飞行器和人员运送到遥远的地方。银河系的直径有10万光年，航海家号和Maquis号的船员们瞬间就能走完一大半。在目前人类能够达到的加速度下穿越这段距离需要数万倍于光速的速度，或者极其长的时间。以这样的速度旅行会导致难以置信的时间膨胀，当宇航员最终返回家园时，他们会回到一个完全无法辨认的世界。唯一可行的解释是创造了一个时空泡泡，在不违反局部时空的情况下移动飞船。
相对速度的极限
首先要明确的一点，光速实际上与光无关，它只是测量宇宙速度极限的方式。光速(每秒186,282英里)被认为是因果关系的速度更为准确。
引力波、光子和胶子的共同特征是没有质量。宇宙极限速度是任意两个粒子能够相互交流或相互作用的最大速度。
有一个常见的思维实验。我们用一根极长的棍子来模拟这一点。想象一个距离你一光分远的按钮，可以通过两种方式触发。第一种是通过与光的相互作用，第二种是通过被棍子按压。现在想象一下，如果你同时操控棍子和光，会发生什么呢？
直觉上的答案是，操纵的棍子会立即按下按钮，而灯光需要整整一分钟才能到达目的地。但事实并非如此。
在与按钮交互之前，一光分长的木棍需要沿其长度传输运动力，因为力是通过一种介质——木棍——而不是通过真空。所以可能更快的是操控光。这就说明宇宙的速度极限是因果关系的速度，物质使事物减速。
关键的结论是，空间内任何局部区域的最大速度限制是光速，没有比它的速度更快的了。但这在两个非局域空间之间并不一定适用。我们都知道宇宙在膨胀，物体正在以更快的速度远离我们。如果你看得足够远，你会发现星系远离我们的速度比宇宙的速度极限还要快。这是因为扩张的本质。宇宙的每个部分都在以同样的速度膨胀，结果是，你看得越远，膨胀加起来就越多。这似乎违反直觉，但这是真实存在的。它告诉我们一些关于星际旅行的秘密：极限不能在时空的局部区域内被超越，但是你可以用时空本身超越极限的方式来操纵时空。这就是潜在的超光速旅行的关键所在。
突破极限
超越光速障碍一直是科幻小说的一个长期主题，但《星际迷航》拥有其最著名的标志性化身曲速引擎。这是一部好小说，但似乎与广义相对论背道而驰。
物理学家、《星际迷航》迷米格尔·阿尔库别雷在思考他的假想模型时受到了《星际迷航》的启发。阿尔库别雷驱动器描述了一种将飞行器封装在局部时空气泡中，同时操纵其周围空间的方法。
飞船前面的空间会被压缩，而飞船后面的空间会膨胀。气泡内的飞行器永远不会通过它自己的局部时空超越光速屏障。相反，它通过一种时空波来传播。这就像是把10英里的通勤路程缩小到1 / 4英里，然后把剩下的通勤路程抛在脑后。突然间，你可以在几分钟内完成旅程，而不用打破速度限制。
这个想法令人兴奋，因为它允许在不违反相对论的情况下进行超光速旅行。只有几个问题，它需要负质量或负能量环才能运行。而且，产生所需能量所需的物质数量超过了可观测宇宙的质量。这是一个相当大的问题。
其他科学家随后的工作改进了阿尔库维耶雷的想法，使其所需的质量更接近太阳。当然，这是一个巨大的进步。不过，考虑到人类目前的技术能力，它们可能也没有什么差别。
即使我们能把所需的质量降低到一个可控制的数量，还有另一个障碍。一旦进入这个扭曲的时空气泡，就没有办法从里面逃脱。这艘船实际上是被锁在一个没有门窗的房间里。
曲速引擎，或者位移波，目前还只存在于科幻小说中。但我们之前已经跨越了似乎无法跨越的地平线，在瓦肯人来找我们之前，我们已经经历了几个世纪。也许我们还有时间。
（独家编译：科幻世界）
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