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光速限制了文明在宇宙间的扩张，作为最有可能的两种实现星际旅行的超光速方法，曲速引擎和虫洞是科幻小说和电影中经常出现的概念。 那如果人类进入三级文明，人类能够掌握它们，开启星际旅行吗？ 按照人类的设想，进入三级文明的标准，是能够掌握和利用其所在星系的所有能源，处于这一等级的文明应该有能力前往宇宙中的其它星系。但这种等级的文明究竟如何在极短的时间内前往其他星系，实现超光速旅行，科学家们目前也不清楚。  ♦曲速引擎 曲速引擎这一理论建立在爱因斯坦广义相对论引力场方程的解上，由物理学家米格尔·阿尔库比埃雷提出。它不同于汽车引擎通过热做功来带动汽车向前运动，而是一种超光速的推进系统。 这种引擎可以通过将飞船周围的空间扭曲，让飞船前方的空间压缩，后方的空间膨胀，在飞船前后形成巨大的空间差，而宇宙飞船自身会包裹着一层不受引擎影响的保护泡，以保证飞船本身不会被扭曲。飞船周围的空间不断地收缩膨胀，就能把两点之间的路程缩短，这样飞船的飞行速度就能超过光速了。  简单地说，带有曲速引擎的飞船在运作时，只是在宇宙空间中构建了一个快速通道，飞船在被压缩和膨胀的空间里面航行，靠着空间不断收缩膨胀推动飞船运动，从而超越光速。这并不违背爱因斯坦的相对论，因为飞船的实际运动速度并没有超越光速。  然而，曲速引擎目前只是一种假设的推进系统，能不能实现，科学家们即使从理论上也不确定。但可以肯定一点，那就是要想让时空发生极致的扭曲，这种引擎对能量的需求必然极大。 ♦虫洞 虫洞理论是由爱因斯坦于1935年提出的，他认为在弯曲时空中可能存在一些特殊的捷径，这种连接宇宙间两个不同时空区域的时空细管就叫做虫洞。 虫洞是另一种可以实现超光速旅行的方式。穿越虫洞理论上可以实现超光速旅行，其原理是通过跨越维度的方式，来实现瞬间的远距离移动。  虽然虫洞在理论上是可能存在的，但自然存在的虫洞可能并不会太稳定，比如最早被提出来的被称作“爱因斯坦-罗森桥”的这种虫洞模型，就是一种不稳定的虫洞。要利用虫洞实现时空穿越，需要稳定的虫洞。  对此，有些科学家在数学上给出了一些可以实现时空穿越的稳定虫洞模型，比如莫里斯-索恩虫洞。但这种虫洞需要一种负能量的物质维持虫洞的稳定。负能量是一种与正常物质和能量相反的概念，它具有负的能量值，可以使时空发生膨胀，从而抵消普通物质和能量的引力效应，避免飞船在穿越时，虫洞因此坍塌。不过自然界中是否存在这种物质，科学家也不清楚。  总的来说，曲速引擎和虫洞目前仍然只存在于理论中，而一种尚处于假想状态的东西，谈不到被利用或者掌控。并且三级文明是一个非常高级的文明阶段，至于人类文明如何一步步地成为三级文明，具体实现路径，科学家们也不清楚。 曲速引擎和虫洞看起来确实很虚幻，都是科学家基于人类现在已知的物理规律，利用数学推导出来的。科学家之所以在研究物理现象或者理论物理时使用数学，是因为数学是物理学研究中不可或缺的工具。数学可以帮助物理学家描述物理现象、建立物理模型、推导物理定律和进行物理实验。例如，爱因斯坦的广义相对论就是通过数学方法推导出来的。 |
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