超光速的曲速引擎

　　毫无疑问，宇宙对于人类来说太广阔了。一束光需要4年多才能到达离我们最近的恒星半人马座。即使用现有最好的推进器，人类也需要数万年才能到达那里。
　　物理学家一直在思考我们能否通过一种叫“曲速引擎”的时空泡泡在宇宙中更快地巡游。在理论上，某些类型的曲速引擎速度可以超过光速。
　　让时空自身收缩
　　你也许会问：光速不是所有物体运动速度的极限吗？曲速引擎超过光速这怎么可能呢？
　　没错，根据爱因斯坦的相对论，在时空中移动的物体不能超过光速，但这条规律仅对物体适用，至于时空本身，譬如时空膨胀、收缩的速度，则不受它的限制。
　　艺术家想象中的曲速引擎，飞船后面的环是负能量场。
　　举例来说，假如我们把时空想象成一块桌布，所有在桌布上运动的物体都不能超过光速。但另一方面，我们知道，根据广义相对论，时空受物体质量的影响会发生形变，所以桌布本身可能变形（譬如卷起来），而它卷起来的速度可以超过光速。
　　事实上，宇宙本身已经并且正在上演着这一幕。例如，在大爆炸的瞬间，原始的时空结构瞬间膨胀，膨胀速度比光速还快，这就是暴胀。而且即使今天，宇宙边沿的时空正带着“镶嵌”其上的遥远星系，以比光更快的速度离开，使得它们发出的光再也无法到达我们这里。
　　所以，通过拉伸和压缩周围的时空，让自己移动得比光还快，这在理论上是可能的。
　　需要负能量的曲速引擎
　　曲速引擎的想法最早是由墨西哥理论物理学家米格尔阿尔库比耶雷提出来的。1994年，他在一篇文章中设想，如果飞船被包裹在一个时空泡泡中，飞船前面的时空在收缩，在飞船后面重新展开，像传送带一样运作，就有可能让飞船以超光速旅行到目的地。
　　要达到这个目的，这个时空泡泡需要独立于周围的时空，这样，不论周围的时空收缩或膨胀，它都不受影响，就好比一个人需要悬在传送带上方，不能被传送带带着走。
　　要制造出这样一个时空泡泡，这就需要让飞船附近的时空剧烈变形，让飞船能够“躲进小楼自成一统”。如何办到呢？我们知道，密度越大的物体，其附近的时空弯曲得越厉害（譬如黑洞），所以这需要用极高密度的奇异物质（如中子星物质）来做飞船的外壳。
　　奇异物质的强大引力将导致飞船前面的空间急剧收缩，与此同时，飞船后面的空间展开（或膨胀），其结果是，飞船即使静止，看起来也像在移动。
　　但是，这个设想有一个大问题：让空间收缩在理论上固然是可行的，但是要想让时空膨胀，似乎行不通。因为这需要某种形式的负能量，去抵消引力，而根据爱因斯坦的质能公式Emc2，能量总是正的，不可能是负的。天文学上虽然有暗能量可以抵消引力，但我们迄今仍然不知道暗能量是什么。
　　出于这个理论上的困难，阿尔库比耶雷放弃了曲速引擎的设想。
　　负能量不是必需的
　　不过，最近，两位物理学家提出，负能量并不是曲速引擎所必需的，只要把飞船设计成特定形状，正能量的物质即可胜任。
　　如果他们的结论是正确的，这意味着为曲速引擎消除了最大的障碍。
　　在他们的设想中，把飞船设计成一个圆饼状，饼面朝前飞，效果最好。当然，飞船外壳的材料还是离不开高密度的奇异物质。由于时空的强烈变形，飞船内外时间流逝的快慢会有很大的差异。不过，要想造成可测量的效果，所需的质量是非常巨大的。比如，如果我们把整个地球的质量压缩成一个直径为10米，厚度为1米的飞船外壳，飞船内部的时间也仅比外部的时间，一年里慢了大约1小时。
　　就现实而言，即使不需要负能量，曲速引擎仍然可能是一种不切实际的设想，但从理论上来说，这类思想实验是探索相对论极限的一种方式，还是有用的。