科幻小说和电影充满了古怪的想法。 大多数时候，它们只是情节的背景，并没有认真尝试预测科学或技术的未来趋势。 这是一种耻辱，因为科幻小说不能预测未来，但它会激发未来。 我们在电影和小说中发现的一些概念在我们理解的物理定律下根本不可能。 抱歉，没有曲速引擎。 然而，这些相同的法律似乎允许其他看似牵强的想法。 以下是一些可以真正实现的科幻概念的纲要，至少在理论上是这样。
虫洞
一个虫洞（我知道，我应该称之为 爱因斯坦-罗森桥）是一条穿越空间的捷径，允许在宇宙的遥远部分之间进行近乎瞬时的旅行。这听起来是否像是科幻小说中的一个想法，也许是在喝了两杯错误的啤酒后诞生的？然而，这是一个严肃的理论概念，源自阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论。 1935 年，爱因斯坦与物理学家内森·罗森 (Nathan Rosen) 合作，提出理论认为，黑洞等极强引力点可以直接相互连接。于是虫洞的想法就诞生了。
当然，黑洞周围的力量会摧毁任何靠近它的人，所以穿过虫洞的想法并没有被认真考虑。至少直到 80 世纪 XNUMX 年代，天体物理学家 卡尔·萨根 他决定写一部关于它的科幻小说。 萨根做得更多：他鼓励他的物理同事 基普·索恩 找到一种可行的方法来瞬间穿越星际距离。索恩找到了办法。当然，可能性很小，但有可能。从那时起，《接触》诞生了，一本伟大的书（改编成朱迪·福斯特主演的一部伟大的电影）。
如前所述，虫洞极不可能像电影中那样成为运输方式。 但是两年前科学家们想出了它 一种更可行的方法来建造虫洞 比索恩最初的建议。而且，如果宇宙中已经存在虫洞，则可以使用新一代引力波探测器来定位它们。
经纱马达
大多数“太空”科幻小说的“经典”是能够比我们今天更快地从 A 地到达 B 地。除了虫洞之外，使用传统航天器实现这一目标还存在几个障碍。小细节，例如所需的大量燃料和加速的破坏性影响。好像这还不够，还有一个小问题：宇宙有严格的速度限制。它是光传播的速度。准确地说，需要光一年……才能旅行一光年。不，这不是一个很快的速度，你知道吗？比邻星是距地球第二近的恒星，距太阳 4,2 光年，但银河系中心距地球足足 27.000 光年。
因为这不是科幻小说
幸运的是，宇宙速度极限存在一个（理论上的）漏洞。正如爱因斯坦所解释的，空间本身可以被扭曲，因此也许可以通过颠覆速度限制的方式操纵飞船周围的空间。飞船仍然会以低于光速的速度穿过周围的空间，但它周围的空间的移动速度会比光速更快。
这就是《星际迷航》编剧在 60 世纪 XNUMX 年代提出“曲速引擎”概念时的想法。 但对他们来说，这只是一个听起来有道理的短语，而不是真正的物理学。 直到 1994 年，当理论家 米格尔·阿尔库比尔（Miguel Alcubierre） 找到了爱因斯坦方程的解。 当然，Alcubierre 的解决方案并不比索恩的可穿越虫洞更人为设计，但是科学家们 他们正在努力完善它 希望有一天它会实用。
时间旅行
时间机器的概念是科幻小说的一大噱头。 我们应该召唤它吗？ 我唤起它。 回到未来，回到未来，伙计们。 奇妙的三部曲，也被称为逻辑悖论集市。其一：如果未来的马蒂没有用同一台时间机器来拜访Doc，他会建造他的时间机器吗？你已经很头疼了吧？正是由于这些悖论，许多人认为时间旅行是不可能的。 然而，根据物理定律，情况并非如此。
因为这不是科幻小说
就像虫洞和空间曲率一样，物理学告诉我们，时光倒流是可能的。而这也来自于爱因斯坦的广义相对论。正如我们谈论用虫洞或曲速驱动扭曲空间一样，时间也可以扭曲到足以折叠起来，科学家称之为“封闭的类似时间的曲线”，但对于我们普通人来说，这是……时光机器！
1974年，物理学家甚至发表了原型的设计 弗兰克·蒂普勒. 另一位物理学家， 大卫·刘易斯·安德森，描述了安德森研究所（一家私人研究实验室）的研究。这条隧道被称为“蒂特勒圆柱体”，预计至少 97 公里（60 英里）长，密度极高，总质量与太阳相当。为了让它像时间机器一样工作，圆柱体必须旋转得足够快，才能扭曲时空，直到时间自行折叠。另外，最近物理学家罗恩·马利特 开发了另一个项目： 在他的情况下，激光将取代旋转圆柱体。 我知道，它们不像将流道放入 DeLorean 那样简单，但它们的优势在于它们实际上可以工作。 至少在纸上。
传送
在这里，科幻小说也融为一体，而我心爱的《星际迷航》也在这里发挥了最大的作用。多好的主意，对吧？旅行者不再是在太空中从起点移动到目的地， 传送 在目标点创建精确的副本，同时销毁原始副本。根据 IBM 的说法，从这些术语（以及亚原子粒子的水平）来看，隐形传态确实是可能的。
因为这不是科幻小说
这就是所谓的量子隐形传态。这一过程将一个粒子（例如光子）的精确量子态复制到数百公里外的另一个粒子中。量子隐形传态破坏了第一个光子的量子态，因此看起来光子似乎被神奇地从一个地方传送到了另一个地方。这个技巧依赖于爱因斯坦所说的“幽灵般的远距离作用”，但更正式的名称是 量子纠缠.
如果即使对于单个光子来说这似乎也是一个复杂的过程，那么你是对的。情况很复杂。而且无法将其扩展到“星际迷航”中看到的那种即时交通系统。但即便如此，量子隐形传态仍将具有重要的现实应用，例如防黑客通信和超高速量子计算。
平行宇宙
可见的宇宙是巨大的：自大爆炸以来，数十亿个星系正在向外膨胀。但这就是全部吗？该理论说“也许不是”。可能有很多很多的宇宙。 “平行宇宙”的想法在科幻小说中众所周知，但想想看：现实可能比我们在科幻作品中看到的要奇怪得多。或许除了， 《连众神也不是》，阿西莫夫的精彩小说。
理解现代平行宇宙理论的关键是 “永恒的通货膨胀”。这代表了无限的空间结构处于永久且令人难以置信的快速膨胀状态。这个空间中的一个局部点（自治大爆炸）时不时地会脱离总体膨胀，并开始以较平静的速度增长，从而允许恒星和星系等物质物体在其中形成。根据这一理论，我们的宇宙就是这样一个区域，但可能还有无数其他区域。
就像在阿西莫夫的小说中一样，这些平行宇宙可能具有与我们完全不同的物理参数。 科学家们曾经相信，只有与我们的参数几乎相同的宇宙才能支持生命存在， 但最近的研究 表明情况可能没有这么严格。 我们能探测到这些平行宇宙吗？ 谁知道呢：我们可以通过其他方式探测到其他宇宙的踪迹。 也许这不仅仅是科幻小说。
