慢！太慢了！人类的航天器太慢了！大！太大了！宇宙空间太大了！多！太多了！世间未知太多了！怎么办？奔向远方！怎么去？坐飞船。什么飞船？欢迎收看大型娱乐节目回到2049第四季第一集《星际迷航：宇宙搭车指南》。
方案一：引力跳板。这是一项已经获得成熟应用的技术，但即便如此，也许在未来更为遥远的旅程开启之际，引力跳板也是我们得以信赖和倚仗的第一步。引力跳板的技术原理很简单，其宗旨便是从行星那里“借”来能量。事实上，行星的自转和公转，都赋予了其巨大的角动量。在太阳系整体角动量中，太阳自身的角动量只占2%左右，而其余98%的角动量，则掌握在围绕太阳的星体手中。所以当飞船切入行星轨道之后，它也得到了行星的一部分角动量。这一部分转移的角动量，便使得飞行器在飞出行星引力场时，改变了速度与方向。当然了，根据能量守恒定律，飞行器的动能得到增加的同时，行星的动能则相应地减少，不过由于行星的动能过于庞大，所以小小的航天器所分得的动能，并不会影响行星的运转。这就好比是在地球上，我们使用风力发电机从空气流动中获取能量，但丝毫不必担心风会因此停下来一样。
早在1982年，“旅行者1号”与“旅行者2号”就曾利用罕见的“九星联珠”的机会，先后把木星、土星和天王星当作跳板，从木星跳到海王星，成为了探测行星最多的探测器。1992年，“尤利西斯号”太阳探测器，在飞近木星之后借助木星引力，偏转90°，从而在1994年成功跳入太阳南极区，对从未近距离接触过的太阳两极进行了探测。1997年发射的“卡西尼号”同样借助了引力跳板，由于“卡西尼号”质量太大，所以由运载火箭直接送往土星是不现实的。于是，它两次掠过金星，随后又掠过地球和木星，最后才飞往土星。所以就出现了这样的情况，虽然地球距土星只有12.5亿公里，但“卡西尼号”的行程却达到了32亿公里。同样的，于2006年发射的“新视野号”也借助木星飞向冥王星，虽然这样做有点绕路，但获得的加速却使其少用了4年时间。
图片
“旅行者号”轨迹
图片
尤利西斯号
图片
卡西尼号
图片
新视野号
可见，引力跳板可以大大节省燃料并缩短航行时间。如果航天器选择最经济的双切椭圆轨道飞行，那么飞向土星需要6年，飞向天王星需要16年，飞抵海王星则需要31年。但如果使用木星做引力跳板的话，那么飞抵土星只需3-4年，飞到天王星只需8-9年，飞抵海王星也只需12年。
不过，引力跳板的短板也很明显，那就是必须要找到合适的时机，并通过精密计算使飞行器轨道与跳板行星轨道相交，这样做未免是被动的。那么我们可不可以找到什么东西来代替行星跳板呢？在《三体》中，刘慈欣老师为我们想到了一个办法，这就是“核弹跳板”。
具体的方案也很简单，预先把大量核弹用传统的推进方式发射至太空，使核弹逐个分布在飞船的最初航线上。当飞船在经过每一颗核弹的一瞬间，核弹在飞船辐射帆后面爆炸，从而产生推进力。也就是说，核弹的辐射压推动了飞船的前进。
既如此，又何必费这么大周张来发射核弹呢？我们知道，光就是辐射，那么我们可以使用光来作为推动力吗？答案当然是可以。
400多年前，开普勒就曾经提出利用帆船来探索星空的设想。他猜测，彗星尾部会受到某种微弱“太阳风”的吹拂，于是他设想，或许可以利用这种风来推进带帆的飞行器飞行。尽管开普勒关于太阳风的解释后来被证实是错误的，但后世的科学家们却由此受到启发，发现太阳光确实可以施加足够的作用力来移动物体。
1921年，俄国航天先驱齐奥尔科夫斯基提出了太阳帆的概念。1963年，亚瑟-克拉克出版了科幻小说《太阳帆船》，在小说中，主人公驾驶太阳帆飞船，参加了从地球到月球的飞行竞赛，从此，太阳帆的概念深入人心。进入21世纪后，太阳帆飞船更是被搬到了大荧幕之上，比如2002年的《星球大战2：克隆人的进攻》中，杜库伯爵的座驾，就是一艘太阳帆飞船。
图片
太阳帆
你也许会认为，太阳光的力量十分微弱，不足以推动物体前行。确实，这没错，比如在地球上，每平方公里接受的太阳光压只有4.55N，也就是一个苹果的重量。不过，虽然力量微弱，但太阳光提供的推力贵在持久。只要有阳光照耀，它就可以一直工作，并在太阳光的压力下缓慢加速，我们所需要做的，就是通过调整帆面相对太阳的角度，来控制速度和方向即可。如此一来，日复一日，年复一年，太阳帆总有一天会达到惊人的高速度。
比如说，假如有一艘帆面7万平方米的太阳帆飞船，飞船质量是500kg，那么从它离开地球轨道之后，每秒的速度增加值将是1毫米。计算一下便可得知，按这种方法，抵达火星轨道时，时间才过去284天，这个速度显然要比现在的火箭快得多。而当到达火星之时，284天是2453 7600秒，此时飞船的速度已经达到了每秒24.5km，即时速88200km，远远超过目前新视野号的第三宇宙速度。
更让人看到希望的是，目前，太阳帆飞船已不再是停留在蓝图上的构想。
2005年6月21日，“宇宙1号”于巴伦支海水下的俄罗斯核潜艇上，通过“波浪”运载火箭发射升空。这艘飞船，便是人类首次太阳帆尝试。“宇宙1号”由美俄联手花费数年时间建造而成，重50kg，由8片长度为15米的三角形聚酯薄膜帆板组成花瓣形，帆板总面积600平方米。每张帆板的厚度比普通的塑料垃圾袋还薄，但它们却异常牢固，并且表面涂满了高效反光物质。
图片
宇宙1号
帆板与支撑杆的结构，就好似直升机的旋翼一样，可以通过调整来改变飞船的飞行方向和速度。据科学家的计算，在阳光微弱的压力推动下，帆面展开24小时后，太阳帆的速度将增加到每小时160km，到第100天时，它的速度将达到每小时16000km。如果“宇宙1号”可以持续飞行3年，那么它的速度会提升到每小时16万公里，这是任何人造飞行器都没有达到过的速度，相当于“旅行者号”速度的3倍。如果用“宇宙1号”来探测冥王星的话，它可以在不到5年的时间里，就完成从地球到冥王星的旅程，实在是不知道快到哪里去了。
只不过，绝大多数时候，想象与现实之间存在着巨大的差距，不幸的是，俄罗斯的“波浪”运载火箭在发射升空后83秒，就与地面失去了联系。
图片
波浪运载火箭
好在这次失败并没有浇灭人们的希望，2010年，人类决定卷土重来，日本的“伊卡洛斯号”试验太阳帆升空飞往金星。“伊卡洛斯号”有一面对角线长度20米的方形帆，由聚酰亚胺树脂材料制成，厚度仅为0.0075毫米。2010年12月8日，“伊卡洛斯号”在距离金星80800公里处飞掠过，截止2011年1月，完全依靠太阳能驱动的“伊卡洛斯号”，已成功完成全部实验项目，包括利用阳光实现加速和改变轨道等。由此，太阳帆飞船被证明是完全可行的。
图片
伊卡洛斯号
而且，除了在太阳系内飞行，太阳帆还可以作为恒星际探测器。由于成本低、飞行速度快，所以它是在低技术条件下飞出太阳系、飞向恒星空间的首选航天器。虽然光帆面积庞大，帆面支撑等技术要求较高，但相较其他形式的恒星际飞船来说，光帆仍是技术和经济上最容易实现的方案。
不过，太阳帆还存着明显的问题。那就是单个光子含有的能量微乎其微，而即便是太阳光，其在一块足球场上施加的辐射压，也仅仅相当于一块糖在手上产生的压强，所以要想驱动星际帆船高速前进，就需要极为庞大的船帆，比如我们前面说的那种面积7万平方米的太阳帆，制作这种太阳帆无疑是万分困难的。同时，太阳光存在着严重的耗散，飞船一旦越过木星轨道，太阳光就会显著变弱，所以依靠阳光，是不足以支持星际帆船遨游整个太阳系，更别提飞出太阳系探索更广阔的宇宙空间了。那么究竟该怎么办呢？
科学家的答案是：诉诸激光，鼓起光帆。虽然人造激光的功率远不及太阳光，但它的优点是不会耗散，可以将所有的能量集中于一点，我们只需将部署在地球轨道上的激光发射器瞄准光帆，就可以使星际帆船扬帆远航了。
图片
激光驱动光帆飞船
于是，更为疯狂的计划诞生了。这便是“突破摄星”计划。2016年4月21日，在人类首次太空飞行55周年纪念日这一天，俄罗斯亿万富翁尤里-米尔纳宣布，他将出资1亿美元，建造一台能抵达半人马座α星的探测器，这便是“突破摄星”计划。该计划的设想是利用纳米技术、微电子技术和光电技术的进步成果，设计一台芯片大小的探测器，这块探测器可以整合摄像头、推进器、通信和导航设备，重量不到1g，飞船会携带一张边长为4米的太阳帆，通过激光发射产生的光压，在3分钟内，把探测器加速到光速的20%，半小时内就可以飞越火星，第二天就能到达冥王星轨道。如果一切进展顺利的话，2100年之前，我们人类的触手就将伸向太阳系之外的星系。
图片
米尔纳
图片
突破摄星
图片
突破摄星计划探测器
理论预测，光帆飞船的航行速度，可以达到时速5.4亿千米，也就是光速的50%。不过，激光驱动的星际帆船目前还面临着一些障碍，首先，巨大的激光发生器本身，需要与数个核电站的发电量相当的巨大电能来保持运行，而这目前还难以做到。其次更大的难点在于发射激光的精度，因为即便光帆的面积达到了数百平方千米，但要在4.2光年外对其瞄准，难度依然是难以想象的。目前第一个问题人们已经想到了解决方案，这就是把发射站设在月球上，月球上拥有丰富的He-3资源，是极为理想的核聚变燃料，如果未来我们实现了可控核聚变，那么发自月球的激光，就可以射向宇宙深处的一叶孤帆。届时，人类就真正地向深空跨出了一大步。
总体来看，光帆飞船的前景无限美好，但显而易见的是，即便以上种种设想全都得以实现，光帆飞船还存在一个根本性的弊端，那就是它必须依靠建设在地球轨道或月球或其他星球之上的激光阵列来驱动。这种来自外部的推进力无疑很不踏实，万一飞船飞出太阳系之后，地球人决定关闭激光阵列，飞船又该怎么办呢？它又能怎么办呢？所以，最稳妥的方案，恐怕还是要靠飞船的自我奋斗。当然了，目前的化学燃料肯定是不行的，于是，核燃料飞船横空出世了。
图片
激光阵列
1944年，曼哈顿工程科学家塔尼斯拉夫-乌拉姆与弗雷德里克-霍夫曼，提出了核能推进的设想。后来，美国原子能协会与NASA联合实施了“火箭飞行器用核发动机”项目，简称NERVA。该项目主要研究工质推进核火箭。其原理是核反应堆内的核燃料产生热量，推进工质流经反应堆吸收热量后，通过火箭喷嘴喷射出去。
图片
乌拉姆
图片
核火箭
NERVA采用氢气作为工质兼冷却剂。氢气具有优良的导热性能，在高温低压状态下容易离解为氢原子，并吸收大量的热，其导热性能可与金属材料相媲美，是最好的冷却介质之一。同时由于其分子量小，所以可以作为最优良的推进工质。1955年到1968年间，美国政府斥资15亿美元，在内华达州核试验场进行了多次核火箭测试。最后研制出了重200kg，推力达到100吨的核火箭发动机，可使宇航员乘坐通勤飞船，在24小时内到达月球。不过后来，阿波罗计划遭到了尼克松政府大幅度的预算裁减。将更多的宇航员送上月球和载人火星计划，被无限期推迟。于是在1972年，已无用武之地的NERVA计划被取消。
图片
核动力引擎测试
后来，航天工程师、载人火星计划的大力鼓吹者罗伯特-祖布林又提出了一种“核盐水火箭”的构思。这种火箭以溶解了含有钚或铀235的盐水作为燃料。通过加热这些放射性盐水来产生核裂变，并通过喷嘴排出产生推力。水在这里，既作为中子减速剂，也被当作推进工质。当然了，祖布林也就是想想，并没人重视他的想法，毕竟在太空竞赛成为过去式之后，人们也就没有了迫切需求。
图片
祖布林
不过，无论是用氢还是盐水，工质核火箭都无法摆脱工质的束缚。核动力虽给飞船带来持久的续航力，但工质的消耗却令飞船难以远离补给站，这就像是蒸汽时代的铁路机车，无法摆脱加水站一样。所以，工质推进飞船不过是个大火箭，要用超过三分之二的运载能力运载推进工质，且工质消耗很快，这种飞船只能以行星基地为依托，在太阳系内航行。
那么我们可以摆脱工质的束缚吗？理论上说，完全可以。这一方案便是无工质核聚变火箭发动机。目前在现实中，可控核聚变实现方式有两种，对应这两种方式，工程师提出了两种核聚变火箭发动机方案。
其一是磁约束聚变发动机。所谓的磁约束聚变，是将核燃料变成数百万度的高温等离子体，使原子核活跃到能相互碰撞。由于等离子是带电的，所以可以用强磁场来束缚它们，否则高温离子体就会熔化任何束缚它们的容器。可以说，磁约束聚变或许是地球上核能发电的最佳方式，但它未必适用于用于太空飞行。因为要想约束住高温等离子体，就必须安装一个磁场发生装置。这种装置由永久磁铁和电磁线圈组成，体积庞大、重量惊人。这意味着火箭发动机必须造得很大。
图片
磁约束聚变
图片
我国试验中的“东方超环”
其二是惯性约束聚变发动机。惯性约束聚变也被称作脉冲性聚变，是利用激光或者粒子束来照射核燃料球产生超高温，生成比磁约束聚变时密度更高的离子体，从而引发聚变反应。由于此时反应时间非常快，小燃料球自身的惯性，就可以维持热度足够长的时间来进行反应，所以无需强磁场束缚。可见，在太空的真空环境中，使用粒子束比在地球上具有明显的优势，因为它可以不受大气分子的干扰。看来此方案更为可行，不过，采用惯性约束还需安装激光器或粒子束发生器，并且需要给它们提供能量。当然了，即便如此，此方案很可能比磁约束聚变发动机要轻得多。
图片
惯性约束聚变
其实，早在近半个世纪前，就有人提出了无工质核聚变推进飞船构想。1970年，美国科学家温特伯格提出了用高能电子束引发核聚变的思路。他设计的火箭发动机，在每次核聚变时，可释放出约100亿焦耳的能量，并实现每秒300公里、即时速108万公里的高速飞行。这种核聚变火箭内有一个磁场构筑的燃烧室，通过向燃烧室的核燃料球发射电子束，产生高温等离子体，这些等离子体就是推力来源。如此一来，我们便摆脱了工质的束缚。
摆脱了工质束缚固然好，但核燃料还是客观存在的，如果能摆脱燃料的束缚就更好了。能不能摆脱呢？理论上说，依然可以。于是，两个新方案诞生了。
第一种方案是不完全摆脱，这便是反物质燃料飞行器。我们知道，当反粒子与粒子相遇时，根据质能方程，它们的质量会瞬间全部转化为能量，能量利用率高达100%。而相比之下，原子弹平均只能将燃料的1%转化为能量，而氢弹的转化率也不过2%-3%。所以仅仅1g反物质，便可以匹敌广岛原子弹的威力。
理论计算得出，如果一艘1吨重的飞船搭载20kg反物质燃料的话，那么它的时速将达到1.3亿千米。那么反物质有没有呢？有。大气层中就含有反粒子，但是数量极为稀少、极其罕见。所以从空间中获取反物质并不现实，我们只能自行生产。这一点，现在人类也可以做到。目前利用欧洲大型强子对撞机，我们便可以生产出反粒子，只是每克的成本高达9000亿美元，这样高昂的成本，使得反粒子与反物质目前只能活跃于科研领域，而对于星际旅行的燃料来说，反物质还显得很遥远。
图片
反物质飞船
不过，技术总在发展，在未来，情况一定会有所改观。科学家认为做到这一点并不难，只需要在宇宙空间中的某一点，通过激光施加10的29次方瓦的超强功率，将巨大的能量集中于一点，能量就会转化为由粒子和对应反粒子所组成的粒子束。在成功产出反物质后，当然不能将它们放入普通的燃料箱中，因为反物质粒子碰到物质的器壁后，就会发生巨大的爆炸，所以应当通过磁场的作用，束缚反物质燃料，并通过远程操控将其用作推进剂。这样一来，问题就简单了，也就回到了光帆飞船所面临的问题之上，那就是我们要制造出能量足够高激光。目前在建的世界上功率最大的激光武器，已经达到了10的16次方瓦的数量级，和反物质飞船所需的能量还差13个数量级，不过，作为测试从真空中制造出反物质的技术，这些激光技术是完全可以胜任的，也许这就将是人类迈向星辰大海的第一步。
第二种摆脱燃料束缚的方案就是“完全”摆脱了。虽然我们常说宇宙空间是真空，但其并非完全的“真空”，通常，都有一种稀薄的气体弥漫其间，这就是星际物质。虽然这种物质密度极低，每立方米只有1个氢原子，但毕竟聊胜于无。如果能采集无处不在的星际物质作为发动机燃料，那么理论上，飞船的续航能力可以达到无限远。
鉴于此，1960年，美国洛斯阿拉莫斯实验室的物理学家罗伯特-巴萨德发表了一篇名为《星际物质与星际飞行》的论文，在文章中，巴萨德构想了一种全新的航天器推进方式：飞船前方漏斗状的收集器，利用巨大的电磁场来收集星际物质中的氢，极高的相对速度和磁场作用，将使得氢在核反应腔中压缩，直到温度和密度足以发生核聚变。可见，其根本原理，还是将氢元素作为飞船核聚变发动机的燃料使用。飞船飞行速度越高，收集效率也越高，这就像是蓝鲸张开大口过滤海洋中的浮游生物一样。而在飞船前方的漏斗吸入沿途的星际物质同时，产生的巨大能量再通过另一个磁场，导引至发动机的排气方向，并借反作用力原理推进飞船。可见，这一方案中，飞船既摆脱了燃料的束缚，也摆脱了工质的束缚。只需要携带一点初始燃料便可以，余下的全部自给自足。
这种航天发动机被后人命名为“巴萨德冲压发动机”。理论预测，如果飞船能够保持10米/秒的平方加速度，那么不到一年时间，飞船即可达到光速的77%。记者肯定是追不上了。
图片
图片
巴萨德冲压发动机
不过，对于这种飞船的前景，人们并不乐观。因为根据巴萨德的计算，为达到理想的1g加速度，质量1000吨的飞船前方，需要有面积达1万平方公里的收集器。这种收集器如果采用10毫米厚的聚脂薄膜制作，质量将达到25万吨。而即便未来的材料科学取得巨大进步，人们也并不乐观。同时，巴萨德假设星际物质都是离子化的，本身带有电荷，容易被磁场捕获。但实际上，恒星间的星际物质，主要是中性的原子与分子，磁场对它们毫无作用。
怎么解决呢？还是激光。先用大功率激光将飞船前方的氢原子离子化。这样一来，离子化的氢失去电子成为单个质子，便可以被收集器产生的磁场收集。而且采用这种电磁方式来收集，收集器就不必做成纯固体形态的了，比如网状就可以，这样收集器的实体面积就可以大大缩小，只要保证磁场范围很大就可以了。
但即便如此，依然存在困难。生成激光和磁场都需要巨大能量，这个能量得事先预备好。另外，磁漏斗也不像听起来那么简单，因为磁力线汇聚于漏斗进口处，它们会把进来的带电粒子弹开，而不是将其拽入漏斗。结果就是，磁收集器就像一个磁瓶，收集了飞船前方圆锥区域内的粒子，却阻碍其进入反应堆，这不闲着没事儿干了么？解决方案之一是制造脉动磁场，模拟“张嘴”和“吞咽”的过程，但操作起来也很不容易。还有个问题是，大部分收集进来的都是氢离子，它们可不像氘和氚那么容易发生核聚变。
最后还有一个大问题，那就是巴萨德发动机只能在飞船达到一定速度时使用，因为只有作高速飞行时，收集器才能收集足够多的燃料供冲压发动机启动。因此，需要预先启动一个助推发动机，使飞船达到巴萨德发动机点火的临界速度，这个速度约为光速的6%，然后更具效率的冲压发动机才能正常运转，问题是，这个6%如何达到？
还需要考虑到的是，星际间的尘埃颗粒，会对高速飞行的飞船造成巨大威胁，同时，星际物质中的带电粒子，也会给船员的健康和电子设备带来致命的损伤。计算表明，以光速30%运动的1kg物体所蕴含的动能，相当于百万吨TNT炸药的能量。而以亚光速飞行的飞船，撞上静止的尘埃颗粒，也会因巨大的相对速度而被击毁。所以，没能被磁漏斗阻挡的带电粒子，就会形成高能粒子雨，霎时间让飞船樯橹灰飞烟灭。
当然了，困难这么多，并不意味着巴萨德发动机就不能实现，毕竟，做最坏的打算往往是做好的思路。另一方面，巴萨德发动机还有一个巨大的优势，那就是它完全使用已知技术就可以达到亚光速。所以，尽管巴萨德冲压发动机面临诸多现实困难，但依然深得科幻作家的喜爱。
美国大科幻作家拉里-尼文，也就是写《环形世界》那哥们，便在系列科幻小说《已知宇宙》中使用了这种发动机。在这部小说中，星际殖民的早期阶段，人们便使用装备了巴萨德发动机的自动探测器前去暗中观察，后来，富人们也可以采购这种发动机，举家搬离拥挤的地球。而在《环形世界》中，巴萨德飞船也有露面，作用是航程推进和位置维持。
图片
尼文
图片
环形世界
在电影《星际迷航》中，一种名为“巴萨德氢收集器”的装置作为“正反物质推进系统”的一部分出现在星舰上，它可以使星舰加速到超光速。这种收集器装在曲速引擎的前方，当星舰中储存的氘减少时，收集器就会采集星际物质中的氢，并将其转化为氘和反氘，供曲速引擎使用。在影片中，巴萨德氢收集器的低收集率和星际物质拖曳问题，都因为超光速飞行迎刃而解。
图片
《星际迷航》
而关于巴萨德冲压发动机最生猛的幻想，则来自于美国元老级科幻作家波尔-安德森的小说《宇宙过河卒》。在这部作品中，冲压飞船“利奥诺拉-克里斯廷号”遭遇星际尘埃云后失去减速装置，星际物质的剧增，使得飞船进入了无休止加速状态。在逐渐趋近光速的航程里，由于相对论的时间膨胀效应，船员们发现他们已经飞入了未来，亲眼见证了宇宙的瓦解和消亡，实在是不知道高到哪里去了。
图片
《宇宙过河卒》
可见，至此，我们已经达到了光速级别。那么还有可能超越光速吗？至少电影《星际迷航》认为是可以的，这便是“曲速引擎”。
广义相对论认为，在质量或一定量能量的作用下，时空会发生形变，时空既可以压缩，也可以膨胀。
1994年，墨西哥物理学家米盖尔-阿库别瑞通过复杂的计算，证明了在星际飞行器后方使空间膨胀，将使得飞船前方的空间产生相同程度的压缩。虽然空间最终会恢复原状，但在此过程中，空间的形变会在飞船后方提供推力，而在飞船前方提供拉力，一推一拉便产生了强劲的推进效果。可见，飞船在太空里是乘着空间的“波浪”前进，这个波浪区间便被叫做“曲速泡”，里面是一块平坦时空。飞船在泡内并非真的在移动，而是被泡带着走，所以它并不违反物理学中的“光速最快”限制。理论计算，曲速飞行的时速可达1200亿千米，远远超过光速的10亿千米。
图片
阿库别瑞
图片
阿库别瑞的设想
图片
踏浪空间
图片
曲速飞行
在电影《星际迷航》中，飞船首先使用曲速线圈产生“子空间场”，当其呈现不对称蠕动形式并达到一定场强之后，会形成“曲速场”。此时飞船就处在曲速泡中，从而完成超光速的星际旅行。至于其中的具体技术细节，那就只有天知道了。
另外，更为根本的问题在于，人类目前还不知道怎样引发这样的波动，或是一旦引发了，飞船该怎么离开它。但毫无疑问，答案在于能量。宇宙大爆炸具有开天辟地的能量，从而使得空间在极短的时间内急速膨胀，而如果人类也能掌握这种能量，拉伸空间就不是难事。
图片
《星球大战》中的曲速飞船“千年隼”
2008年，美国两位科学家根据弦理论的后继理论M理论计算认为，要想实现改变维度、伸缩空间，在技术允许的情况下，需要10的45次方焦耳能量。根据质能方程，这些能量的获得，需要将整个木星的质量都化成纯能量才能获取，这远远超出了当前人类能够掌控能量级别。
当然了，木星那么可爱，怎么能说毁了就毁了。好在，还有其他物质可供选择，这便是“奇异物质”。之所以叫这个名字，是因为科学家还无法想象出它的形态，这种物质将带有负能量。也就是说，奇异物质的两个粒子间，将会异性相斥、同性相吸。如果使用奇异物质制造“曲速泡”的话，那么500kg便足以产生一个直径10米的“曲速泡”了，它将在时空形变的浪潮下，推动飞行器以10倍光速前进，届时，我们人类就将真正迎来星际旅行的时代了。
可惜的是，对于奇异物质，目前我们一无所知。不过一种理论认为，导致宇宙加速膨胀的暗能量，也许正是这种非凡的奇异物质。所以，当我们不断地加深对宇宙的了解，并解开暗能量之谜时，超光速旅行便会从妄想走向现实。
当然了，完美的事物并不存在，曲速飞行也是如此。由于曲速飞行将导致飞船前后的空间发生扭曲，所以，如果有一天人类和外星人交战，那么曲速飞船无疑将暴露形迹，这事儿就和我面临的情况是一样的，我现在出门必须戴口罩加帽子，要不那些个小姐姐小妹妹都玩儿了命似的往我身上扑，又是亲又是抱的，没有办法啊，不是我不想低调，实在是颜值和实力不允许。另一方面，更为可怕之处则在于，在曲速驱动的航迹上，空间的结构将被改变，所以如果一艘曲速飞船处于令一艘飞船的航迹范围内，它将寸步难行。因为这将使宇宙的空间结构变得支离破碎，大大限制了曲率驱动的大规模应用。
除此之外，曲速飞行也许还有着自身无法克服的内在矛盾。有研究表明，在曲速飞行的飞船中，无法向“曲速泡”前方发送信号，这就意味着宇航员将无法操控飞船。更为可怕的是，曲速飞行也许是作死，因为曲速飞船很可能无法安全脱离超光速状态。2012的一项计算机模拟发现，在超光速飞行时，与“曲速泡”所含能量相反的粒子，将在泡前方堆积，有些粒子甚至会进入到曲速泡中，并形成累积效应，“曲速泡”飞行的距离越长，前方堆积的粒子就会越多。而当飞船最终到达目的地开始减速时，一路上积累的大量能量，便会在瞬间全部释放，足以毁灭任何与其接触的物体。同时，一直隐藏在曲速泡中的粒子，也会对飞船本身造成威胁。比如，飞船在路过尘埃云时如果意外脱离了曲速泡，灾难性的碰撞就会发生。而如果飞船在距离目标行星过近的地方减速，意外释放的能量，会在瞬间将这颗行星从宇宙中抹去。可见，每次曲速飞船回家，老家的人民都要提心吊胆一阵子。
最后，当速度超过光速时，一定还会有更为难以想象的状况发生，这些状况也只有那一天来临之时我们才能知晓。当然了，尽管有着种种危险，我们也相信，超光速的曲速飞行，足以诱惑一切有实力的文明前去探索。因为飞得越快，生存几率就越高，飞得越快，打破的未知就越多，飞得越快，我们距离宇宙的终极真理便越近。
而比曲速飞行更为逆天的便是穿越“虫洞”了，如果说曲速飞行是伸缩空间，那么虫洞便是折叠空间。从本质上来说，虫洞就是为三维的宇宙空间，附加了一个额外的空间，在第四个维度上开辟了一条新的道路，当然虫洞并非我们今天要讨论的航天器，但它无疑可以作为那遥远的未来中，我们今天所说到的所有的航天器行驶的宇宙高速公路。感兴趣的朋友，可以收看我们的第二季第七集节目《宇宙的天梯：虫洞与时空之旅》。
图片
图片
虫洞
有人说，受到资源的限制，人类很能被永远囚禁在太阳系中。但回溯历史，人类星际旅行的尝试从未停止，纵横寰宇的雄心更未曾泯灭。我们的足迹已经踏上月球，我们的航天器在金星、火星、土卫六实现了成功着陆。还有那些数不清的先驱者，正在环绕着或曾经环绕过太阳、水星、土星、木星，它们的视野与足迹也抵达了小行星，为我们传来了详实的数据、令人惊叹的照片。新视野号目前正在柯伊伯带中穿行，旅行者1号更是已经飞离了太阳系的边缘，所有这些都是人类太空探索的伟大成就。
诚然，在未来的雄心面前，人类还太渺小，我们的力量还太卑微。但乐观的亚瑟-克拉克告诉我们：如果一个年高德劭的杰出科学家说，某件事情是可能的，那他可能是正确的；但如果他说，某件事情是不可能的，那他也许是非常错误的。任何非常先进的技术，初看都与魔法无异。要发现某件事情是否可能的界限，唯一的途径是跨越这个界限，从不可能进入到可能中去。
人类走出了非洲、跨越海洋和山脉，足迹遍及各大陆。在历史上，星辰曾指引无畏的水手航向新大陆，在今天与未来，星辰也必将再度引领我们，走向那无尽辽远的星辰大海。因为从第一个人类抬头仰望星空之时，我们便有了一个古老而执着的梦想：跨越星海，征服那遥远而璀璨的星空。
也许，我们的能力只局限在想象力之中，我们相信，只要敢走，没有到不了的地方。我们身体中的所有元素，都来自宇宙的馈赠，总有一天，我们也将走进宇宙，探索那一切的开始、未来与终结。哪怕它看起来黑暗遍布、危机重重，但如果我们不做出抉择，恐龙的归途也许也是我们的归途；而如果我们做出选择，地球往事将继续在星际间传诵。正如乔治-威尔斯所说：选择整个宇宙，或一无所有。
前进！前进！义无反顾、一往无前、豪情万丈、不择手段地前进！
0
