几乎每一部《星际迷航》插曲和电影的关键情节之一就是星际飞船能够以光速甚至更远的速度飞行。这要归功于一个被称为翘曲驱动的推进系统。这听起来是“科幻小说”，而曲速驱动实际上并不存在。然而，从理论上讲，只要有足够的时间、金钱和材料，这种推进系统的某些版本就可以从这个想法中创造出来。

也许翘曲驱动看起来可能的主要原因是它还没有被证实。因此，未来FTL（超光速）旅行可能有希望，但不是很快。

什么是经纱传动(warp drive)？

在科幻小说中，翘曲驱动使飞船能够以高于光速的速度穿越太空。这是一个重要的细节，因为光速是宇宙速度的极限——宇宙的终极交通法则和屏障。

据我们所知，没有什么东西能比光运动得更快。根据爱因斯坦的相对论，将一个有质量的物体加速到光速需要无限的能量。（光本身不受这一事实影响的原因是光子——光的粒子没有任何质量。）因此，让航天器以（或超过）光速飞行似乎根本不可能。

然而，有两个漏洞。一是似乎没有禁止尽可能接近光速的旅行。第二，当我们谈论不可能达到光速时，我们通常谈论的是物体的推进力。然而，翘曲驱动的概念不一定完全基于以光速飞行的船只或物体本身，如下所述。

扭曲驱动与虫洞

虫洞通常是围绕宇宙空间旅行的话题的一部分。然而，通过虫洞旅行将与使用扭曲驱动截然不同。虽然扭曲驱动需要以一定的速度移动，但虫洞是一种理论结构，允许宇宙飞船通过超空间隧道从一点移动到另一点。事实上，他们会让飞船走捷径，因为从技术上讲，它们与正常的时空保持着联系。

一个积极的副产品是，星际飞船可以避免不良影响，如时间膨胀和对人体大加速度的反应。

经纱驱动可能吗？

我们目前对物理学和光如何传播的理解排除了物体达到大于光速的速度，但并不排除空间本身以或超过该速度传播的可能性。事实上，一些研究过这个问题的人声称，在早期宇宙中，时空以超光速膨胀，即使只是很短的时间间隔。

如果这些假设被证明是正确的，那么翘曲驱动器就可以利用这个漏洞，将物体的推进问题抛在脑后，转而将如何产生移动时空所需的巨大能量的问题交给科学家。

如果科学家采用这种方法，那么可以这样看待扭曲驱动：扭曲驱动产生了巨大的能量，收缩了星际飞船前方的时空，同时在飞船后方同样扩展了时空，最终形成了扭曲气泡。这将导致时空由气泡级联，当扭曲以超光速前进到一个新的目的地时，飞船保持静止到其局部区域。

在20世纪末，墨西哥科学家米格尔·阿库比埃（Miguel Alcubierre）证明，事实上，翘曲驱动力符合支配宇宙的定律。出于对吉恩·罗登贝里（Gene Roddenberry）的革命性情节驱动的痴迷，阿尔库比埃的星际飞船设计被称为阿尔库比埃驱动，它可以驾驭时空的“波浪”，就像冲浪者在海洋上乘风破浪一样。

经纱传动的挑战

尽管Alcubierre证明了这一点，并且事实上，在我们目前对理论物理的理解中，没有任何东西可以阻止扭曲驱动的发展，但这个想法作为一个整体仍然处于推测的领域。我们目前的技术还不完善，尽管人们正在努力实现这一巨大的太空旅行壮举，但仍有许多问题有待解决。

负质量

扭曲气泡的产生和移动需要它前面的空间湮灭，而后面的空间需要快速增长。这种被湮灭的空间被称为负质量或负能量，这是一种高度理论化的物质类型，尚未被“发现”。

话虽如此，三种理论让我们更接近负质量的现实。例如，卡西米尔效应设置了两个平行的镜子放置在真空中。当它们彼此移动得非常近时，它们之间的能量似乎低于周围的能量，从而产生负能量，即使只是很小的能量。

2016年，LIGO（激光干涉仪引力波天文台）的科学家证明，在巨大的引力场中，时空可以“扭曲”和弯曲。

2018岁时，罗切斯特大学的科学家们用激光来证明产生负质量的另一种可能性。

尽管这些发现使人类逐渐接近一个正常运转的扭曲驱动，但这些微小的负质量与负能量密度的大小相差甚远，而负能量密度的大小是飞行200倍FTL（在合理的时间内到达最近的恒星所需的速度）。

能量量

根据阿库比埃1994年和其他人的设计，创造必要的时空扩张和收缩所需的能量似乎将超过太阳100亿年寿命的输出。然而，进一步的研究能够将所需的负能量降低到气态巨行星的水平，这虽然是一个进步，但仍然是一个挑战。

解决这一障碍的一个理论是提取物质-反物质湮灭-具有相反电荷的相同粒子爆炸产生的大量能量，并将其用于飞船的“扭曲核心”。

用曲速传动旅行

即使科学家们成功地弯曲了给定宇宙飞船周围的时空，也只会导致更多关于太空旅行的问题。

科学家们推测，随着星际旅行，一个扭曲的气泡可能会收集大量的粒子，到达后可能会引起大规模爆炸。与此相关的其他可能问题是如何导航整个扭曲泡泡，以及旅行者如何与地球沟通。

结论

从技术上讲，我们离经纬仪和星际旅行还有很长的路要走，但随着科技的进步和创新的推进，答案比以往任何时候都更接近。像埃隆·马斯克（Elon Musk）和杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos）这样渴望让我们成为一个太空文明的人，是破解扭曲驱动代码所需要的刺激。几十年来，人们首次对太空飞行产生了摇滚般的兴奋，而这种热情是探索宇宙的另一个重要组成部分。