「子空间」
子空间有多个意义,出现在不同领域。在数学上,子空间指的是维度小于全空间的部分空间。所谓空间,所指为带有一些特定性质的集合,是故子空间可以算是子集合。在科幻上,比如在星际旅行中的设定,是一种具有特殊性质的额外连续体,有别于寻常的(3+1)维时空连续体。这样的设定原先用意是想回避爱因斯坦所提相对论中的光速限制。
航天器如星舰利用曲速线圈(warp coil)产生子空间场(subspace field),当其呈现不对称蠕动形式并达到一定场强之后,会成为曲速场(warp field)。此时航行器会处在曲速泡(warp bubble)中而超光速的星际旅行可以达成,回避了物理上的光速限制。在星际奇旅设定中,透过子空间传达无线电频讯息(radio)则能以极高的超光速速度(曲速9.9997级=光速的198696倍)传递讯息;假设彼此距离不是极远,则近乎即时的星际通讯可以达成。但在广大的宇宙空间中,往往需要设置子空间讯息中继站(subspace raio relay)来加强讯号与加速传递。
子空间的另外主要用途是拿来减少惯性质量,出现在星际旅行第二代系列—星际旅行:下一代第三季电视系列剧“Déjà Q”中,用以减轻卫星惯性质量,使其容易被推动以改变轨道高度,避免逐渐下坠最后撞上行星而造成灾难。
「曲速」
曲速旅行(warp travel)是一种通过在压缩时空中航行的技术,其原理就是在运动物体周围利用反物质驱动的曲速引擎制造一个人工的曲力场(warp field),从而使物体能在这个扭曲的时空泡(warp bubble)中以几十倍于光速的速度移动。曲速(warp)就是衡量在这个时空泡里运动的物体的速度。
「冲量引擎」
冲量引擎(英文:Impulse drive或impulse engine),出现在科幻影视作品《星际旅行》中,做为太空船舰如联邦星舰的一项推进工具。使用这项推进装置仅能达到次光速(亚光速,< 1 c)的航行速度。星际舰队学院官校生利用冲量引擎在地球与土星间往返作为练习。
理论基础
冲量:冲量是描述力对物体作用的时间累积效应的物理量(矢量),用I表示。如果物体受恒力F,冲量I就是F和作用时间t的乘积。如果F的大小、方向是变动的,冲量I应用矢量积分运算。冲量通常用来求短暂过程(如撞击)中物体间的作用力,即由物体的动量增量和作用的时间而估算其作用力(冲力)。冲量的单位和动量相同,在国际单位制中为千克·米/秒。公式为:I=mv=Ft
冲量引擎的原理一说是透过核融合反应提供能量,然后透过牛顿力学的冲量原理,将高温、高压的反应后废气往后方排出,使船舰有著向前的动量。在联邦星舰上常加上子空间线圈的配合,减少船舰质量来提高推进的效率。
相似地,《银河飞龙技术手册》则指出冲量引擎是核融合引擎,其中融合反应器产生出来的电浆透过一巨大的磁线圈来推动船舰。形式上属于一种磁性电浆动力推进器(Magnetoplasmadynamic thruster)。使用上配合曲速引擎来改变船舰的相对论性质量,以达到中至高的次光速速度。另一方面,推进器(thruster)则接近高效率的化学反应火箭,用在需要高精准度的机动动作。
相似于冲量引擎的离子推进引擎则是自治联盟(Dominion)与艾肯尼亚人(Iconian)的星舰配备。
设计与使用冲量引擎有几项考量∶加速度以及相对论性的时间展长。在影集与电影设定中,惯性阻尼器补偿了过大加速度与过大的G力(根据等效原理),以免船舰上的人员生命堪虞。时间展长的问题则限制住最高航行速度能达到光速的多少分率。
既然船舰以冲量速度(次光速,虽然接近光速)航行,则船舰仍在正常时空连续体中,时间展长依旧适用。因此高相对论性速度通常会避免采用,除非事出紧急;通常上限为1/4光速。(相对的,曲速航行则不受时间展长效应影响。)
相似工具
现实中也有些研究计划正在进行,在一些星舰迷看来和冲量引擎极为相近。一些星舰迷认为冲量引擎实际上是离子推进引擎;另外的说法,冲量引擎也可以是核反应动力为基础的推进系统:
核反应引擎。
猎户座计划∶在太空航行器后方引爆核武器来加速之。
英国行星协会的戴达勒斯计划(Project Daedalus),将氘与氦3以射束(雷射或者中子束)引发融合,排出废气产生推力。
离子推进引擎利用电力来游离化燃料,燃料可以为汞或氙。利用高电场加速这些游离化气体以产生虽低但连续的推力。NASA的深太空(Deep Space)计划即为此系列。
——————————
黑夜病颓,白昼染殇;罪恶发芽,血腥浇灌;杀戮葳蕤,死亡滋长;终成堕花,惨剧盛放。
子空间有多个意义,出现在不同领域。在数学上,子空间指的是维度小于全空间的部分空间。所谓空间,所指为带有一些特定性质的集合,是故子空间可以算是子集合。在科幻上,比如在星际旅行中的设定,是一种具有特殊性质的额外连续体,有别于寻常的(3+1)维时空连续体。这样的设定原先用意是想回避爱因斯坦所提相对论中的光速限制。
航天器如星舰利用曲速线圈(warp coil)产生子空间场(subspace field),当其呈现不对称蠕动形式并达到一定场强之后,会成为曲速场(warp field)。此时航行器会处在曲速泡(warp bubble)中而超光速的星际旅行可以达成,回避了物理上的光速限制。在星际奇旅设定中,透过子空间传达无线电频讯息(radio)则能以极高的超光速速度(曲速9.9997级=光速的198696倍)传递讯息;假设彼此距离不是极远,则近乎即时的星际通讯可以达成。但在广大的宇宙空间中,往往需要设置子空间讯息中继站(subspace raio relay)来加强讯号与加速传递。
子空间的另外主要用途是拿来减少惯性质量,出现在星际旅行第二代系列—星际旅行:下一代第三季电视系列剧“Déjà Q”中,用以减轻卫星惯性质量,使其容易被推动以改变轨道高度,避免逐渐下坠最后撞上行星而造成灾难。
「曲速」
曲速旅行(warp travel)是一种通过在压缩时空中航行的技术,其原理就是在运动物体周围利用反物质驱动的曲速引擎制造一个人工的曲力场(warp field),从而使物体能在这个扭曲的时空泡(warp bubble)中以几十倍于光速的速度移动。曲速(warp)就是衡量在这个时空泡里运动的物体的速度。
「冲量引擎」
冲量引擎(英文:Impulse drive或impulse engine),出现在科幻影视作品《星际旅行》中,做为太空船舰如联邦星舰的一项推进工具。使用这项推进装置仅能达到次光速(亚光速,< 1 c)的航行速度。星际舰队学院官校生利用冲量引擎在地球与土星间往返作为练习。
理论基础
冲量:冲量是描述力对物体作用的时间累积效应的物理量(矢量),用I表示。如果物体受恒力F,冲量I就是F和作用时间t的乘积。如果F的大小、方向是变动的,冲量I应用矢量积分运算。冲量通常用来求短暂过程(如撞击)中物体间的作用力,即由物体的动量增量和作用的时间而估算其作用力(冲力)。冲量的单位和动量相同,在国际单位制中为千克·米/秒。公式为:I=mv=Ft
冲量引擎的原理一说是透过核融合反应提供能量,然后透过牛顿力学的冲量原理,将高温、高压的反应后废气往后方排出,使船舰有著向前的动量。在联邦星舰上常加上子空间线圈的配合,减少船舰质量来提高推进的效率。
相似地,《银河飞龙技术手册》则指出冲量引擎是核融合引擎,其中融合反应器产生出来的电浆透过一巨大的磁线圈来推动船舰。形式上属于一种磁性电浆动力推进器(Magnetoplasmadynamic thruster)。使用上配合曲速引擎来改变船舰的相对论性质量,以达到中至高的次光速速度。另一方面,推进器(thruster)则接近高效率的化学反应火箭,用在需要高精准度的机动动作。
相似于冲量引擎的离子推进引擎则是自治联盟(Dominion)与艾肯尼亚人(Iconian)的星舰配备。
设计与使用冲量引擎有几项考量∶加速度以及相对论性的时间展长。在影集与电影设定中,惯性阻尼器补偿了过大加速度与过大的G力(根据等效原理),以免船舰上的人员生命堪虞。时间展长的问题则限制住最高航行速度能达到光速的多少分率。
既然船舰以冲量速度(次光速,虽然接近光速)航行,则船舰仍在正常时空连续体中,时间展长依旧适用。因此高相对论性速度通常会避免采用,除非事出紧急;通常上限为1/4光速。(相对的,曲速航行则不受时间展长效应影响。)
相似工具
现实中也有些研究计划正在进行,在一些星舰迷看来和冲量引擎极为相近。一些星舰迷认为冲量引擎实际上是离子推进引擎;另外的说法,冲量引擎也可以是核反应动力为基础的推进系统:
核反应引擎。
猎户座计划∶在太空航行器后方引爆核武器来加速之。
英国行星协会的戴达勒斯计划(Project Daedalus),将氘与氦3以射束(雷射或者中子束)引发融合,排出废气产生推力。
离子推进引擎利用电力来游离化燃料,燃料可以为汞或氙。利用高电场加速这些游离化气体以产生虽低但连续的推力。NASA的深太空(Deep Space)计划即为此系列。
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黑夜病颓,白昼染殇;罪恶发芽,血腥浇灌;杀戮葳蕤,死亡滋长;终成堕花,惨剧盛放。