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什么是负能量的人和事 驱动器是什么

能量有几种不同的字典定义以及物理教科书中的技术版本,但归结为其本质,能量是影响变化的能力。猎人绷紧的弓弦上栖息着一支箭,具有很大的势能。松开弓弦时发生的变化是一支在空中高速射出的箭。这种形式的移动能量被称为动能,它也可以影响变化——比如当箭击中目标时,这意味着猎人的家人当天会吃东西。

能量在我们的宇宙中无处不在。事实上,我们所看到的一切都可以被认为是一场无休止的能量之舞,能量的形式在变化——就像原木燃烧一样,将水煮成咖啡,昏昏沉沉的人去上班,在那里他们可以完成自己的工作并改变周围的世界。能量不断在物体和人中流动,导致我们生活的动荡世界。

负能量

负能量呢?负能量经常在建造虫洞(穿越太空的隧道,旅行者可以立即旅行)或曲速驱动引擎的背景下被提及,这将使我们能够以比光速更快的速度穿越太空。但它是真的吗?

在运动(动能)的世界里,能量是正的。但储存的(潜在)能量并不总是如此。考虑一块位于非常高悬崖边缘的大石头。你知道如果有人把岩石从边缘推开会发生什么:它会以越来越快的速度落到底部并落地,发出巨大的噪音,甚至可能破裂。岩石在悬崖顶部感受到重力的势能,会转化为快速移动的重岩石撞击底部的动能。在物理学语言中,势能被转换成动能。

现在想象两个人看着那块石头,一个人在悬崖底部,另一个人在顶部。他们都看到同样的东西,但他们在岩石落下之前有不同的描述方式。

悬崖底部的人认为周围的区域势能为零——毕竟他们站在地面上。对这个人来说,旁边地面上的物体也零势能,但是悬崖上高高在上的岩石却蕴含着大量的正势能。

悬崖顶端的人有不同的视角。就像悬崖底部的人一样,他们会坚持认为他们的势能为零。在岩石落到悬崖底部后,顶部的人会说它的能量比它在顶部时少得多。因此,这个人会得出结论,岩石在悬崖顶部的势能为零,但在底部的势能为

从第三人称的角度来看,我们可以看到,两位观察者都同意岩石在悬崖顶部的势能更多,而在底部的势能更少。不同的是,顶部观察者说岩石撞击地面时具有负势能,而底部观察者说岩石从未有负能量。这强调了势能的数值是任意的,只有差异才重要。

虫洞和曲速驱动器

1935年,阿尔伯特·爱因斯坦和他的学生内森·罗森(Nathan Rosen)正在研究黑洞,他们意识到他们可以找到数学解决方案,其中两个黑洞可以通过称为虫洞的隧道连接起来。假设,物体可以穿过虫洞,需要很少或零的时间才能穿越。唯一的问题是,为了使虫洞保持稳定——这意味着它不会坍塌——他们需要负能量来让它工作。

1994年,理论物理学家Miguel Alcubierre写了一篇论文,提出了一种曲速驱动器,现在称为Alcubierre驱动器,它可以弯曲物体前后的空间 – 即缩短前面的空间并加长后面的空间。普雷斯托!即时星舰企业。然而,他的想法再次需要负能量。

空旷的空间充满了各种各样的场:由周围物体的质量建立的引力场,来自恒星和其他发光物体的电磁场,甚至是亚原子粒子的量子抖动,它们以太快的速度闪烁而无法看到。(这些粒子称为虚拟粒子。

这些场充满了能量。即使重力和电磁源被移除,虚拟粒子仍然存在。空旷的空间有能量。在这种情况下,负能量意味着能量比空白空间少。这就是事情变得困难的地方。没有人知道如何获得比空旷空间更少的能量。如果我们知道怎么做,我们就可以利用这种能量差异并拥有无限的力量。(这个想法被称为零点能量。

在虫洞或曲速驱动器的情况下,物理学家想象了一种质量形式,称为“负质量”,它将产生负重力,从而产生负能量。但这完全是一个理论结构,从未见过。更典型的是,你可能已经看过最近的一个故事,其中科学家报告创造了虫洞的量子模拟。虽然报道是真实的,但这是一个计算模拟,而不是虫洞本身。模拟中的负能量并不是真正的负能量。

负能量是一回事,但这是一个相对的概念。就像我们的悬崖例子一样,人们可以将情况定义为具有负能量,但这与围绕虫洞和曲速驱动器的异国情调和令人兴奋的前景不同。对于这些,你需要找到一种方法将空间本身的能量降低到最小值以下,这不是我们知道如何做的事情。事实上,这可能是(也可能是)不可能的。

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