1977年,NASA发射的旅行者一号和二号探测器旨在探索太阳系外层行星并飞向星际空间。旅行者一号已飞行234亿公里,但以当前速度飞出太阳系仍需约1.76万年,而抵达最近的半人马座星系则需18万年。这凸显了宇宙尺度的庞大与人类速度的局限,银河系直径达10万光年,更高级天体结构的跨度更以亿光年计。
爱因斯坦的相对论指出,具有质量的物体无法达到或超越光速。然而,深空远航的瓶颈不仅在于速度,还可通过改变时空结构突破限制。广义相对论认为时空可被质量弯曲,曲率驱动理论设想利用时空收缩与膨胀形成“曲率泡”,使飞船在扭曲的时空中实现超光速运动。理论上,曲率驱动分10个等级,最高可达光速近20万倍,但需消耗巨大能量。
NASA曾启动曲率驱动研究,但因技术超前和能源需求过高于2002年暂停。2012年,物理学家哈罗德·怀特团队提出利用卡西米尔效应产生的负能量模拟曲率泡,但实验仅验证了理论能量密度,未实际制造出引擎。当前技术下,曲率驱动需消耗相当于数个地球质量的能源,远超人类现有能力。
尽管曲率引擎仍属科幻范畴,相关研究为未来星际航行提供了理论支撑。例如,卡西米尔效应与负能量的发现、微小曲率泡的探测,均为人类探索超光速可能性迈出关键一步。不过,能源获取与时空操控技术仍是实现星际旅行的核心挑战。