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出版者:Nova Science Pub Inc

作者:Clark, John W. (EDT)/ Panoff, Robert M. (EDT)/ Li, Haochen (EDT)

出品人:

页数:532

译者:

出版时间:

价格:198

装帧:HRD

isbn号码:9781594549892

丛书系列:

图书标签:

• 凝聚态物理
• 固体物理
• 理论物理
• 量子力学
• 统计物理
• 材料科学
• 相变
• 拓扑物态
• 电子结构
• 强关联系统

《星际航行与超光速引擎设计原理》 内容简介 本书深入探讨了构建星际旅行的理论基础与工程实现，重点聚焦于如何突破光速限制，实现高效、安全的超光速（FTL）航行。我们摒弃了传统化学火箭的局限性，转而采纳了基于对时空结构深刻理解的全新物理学模型。 第一部分：时空拓扑与曲率驱动理论 本部分奠定了本书的理论基石，详细阐述了爱因斯坦广义相对论在宏观宇宙尺度的应用，并在此基础上引入了“量子真空零点能场”与“局部时空扭曲”的全新概念。 第一章：引力场与空间几何的再审视 1.1 黎曼几何在宇宙尺度的映射： 回顾并拓展了黎曼几何在描述非欧几里得时空中的应用。重点分析了在极端引力梯度下，时空张量场的演化规律。 1.2 零点能场的提取与稳定化： 探讨了量子场论中对真空能量密度的最新测量与控制技术。我们将详细解析如何通过卡西米尔效应的宏观放大，实现对局部时空背景的微调。 1.3 潘洛斯-布朗坐标系转换： 引入一种新的坐标系，用以描述一个被外部能量场局部压缩和拉伸的时空区域，为后续的曲率驱动建模提供数学框架。 第二章：曲率驱动（Alcubierre-Metric Refinement）的工程挑战 2.1 正负能量密度需求分析： 详细讨论了实现曲率气泡（Warp Bubble）所必需的负能量密度物质（或等效场）的物理特性和理论生成方法。我们不再依赖于“奇异物质”这一模糊概念，而是提出了一种基于高频引力波干涉阵列产生的动态负质量效应。 2.2 气泡稳定性的反馈控制系统： 阐述了在高速运动中，如何利用主动反馈回路，实时监测并校正曲率气泡前缘和后缘的不对称性，避免气泡在传输过程中因微扰而坍塌。 2.3 潮汐力的抑制与乘客保护： 尽管曲率驱动理论旨在避免惯性力，但气泡边缘的强梯度场仍然可能对内部物体造成破坏性的潮汐力。本章提出了“内嵌惯性补偿场”（Inertial Compensation Field, ICF）的设计方案，确保舱内环境的相对平稳。 第二部分：超光速引擎的结构与运行机制 本部分将理论模型转化为可操作的工程蓝图，介绍了实现曲率驱动所需的关键组件。 第三章：核心动力单元——零点能提取反应堆 (ZPER) 3.1 动态霍金辐射收集阵列： 描述了一种新型的微型黑洞模拟装置，它通过精确控制电磁场，诱导产生可控的霍金辐射，并将能量转化为可用于扭曲时空的结构化能量束。 3.2 能量转换与时空耦合接口： 阐述了如何将ZPER产生的纯能量输出，耦合到曲率生成线圈（CGC）上。这涉及到超导材料在极高能量密度下的量子行为分析。 第四章：曲率生成线圈（CGC）的设计与材料科学 4.1 磁场约束与动态拓扑塑形： 详细介绍了由多层、可编程拓扑结构组成的CGC。这些线圈并非简单产生磁场，而是通过精确控制电磁张力，直接“编织”或“拉伸”局部的时空纤维。 4.2 耐受极端应力的超合金研究： 鉴于CGC必须承受极高的能量流和时空剪切力，本章分析了基于碳纳米管晶格与稀有重元素合金的新型复合材料的制备工艺和服役极限。 第五章：导航、瞄准与“奇点漂移”预防 超光速旅行的真正挑战在于如何在目标星系准确“现身”，而不是迷失在宇宙的随机角落。 5.1 目标星图的四维校准： 讨论了如何将传统的三维空间坐标，扩展到包含时间演化（时空相位）的四维目标系统。这要求对目标星系在数光年行程期间的引力扰动进行精确预判。 5.2 量子纠缠信标（QEB）的应用： 提出利用宏观量子纠缠网络，作为超光速航行过程中的绝对参考系。QEB能够实时提供相对于宇宙微波背景（CMB）的静止位置，有效消除传统惯性导航的累积误差。 5.3 抵达安全区间的计算模型： 详细介绍了引擎关闭和曲率气泡解体的安全协议。计算必须确保飞船在恢复正常空间后，不会出现在恒星内部、行星轨道碰撞点，或任何高能辐射区域。 第三部分：前沿物理学与未来展望 本部分探索了更激进的超光速可能性，以及当前理论面临的未解难题。 第六章：虫洞理论的工程可行性评估 6.1 迈尔斯-索恩模型的修正与稳定： 对理论上可穿越的虫洞（Wormhole）模型进行重新审视，重点关注如何利用负能量场在虫洞“喉咙”处维持其张开状态。 6.2 虫洞口与曲率驱动的混合应用： 探讨了结合曲率驱动在短程内快速定位和打开虫洞口的可行性，以实现更高效率的瞬时跳跃。 第七章：时间维度操控的伦理与物理边界 7.1 保护因果律的必要性： 深入分析了超光速运动与时间悖论的关联。本书坚守霍金的“时序保护猜想”，并从理论上论证了高梯度时空扭曲如何自然地限制了时间回溯的可能性。 7.2 能量消耗的尺度分析： 总结了当前所有FTL模型所需要的能量总量（以伽马射线暴或主序星的数年输出为参照），并探讨了实现星际文明所需的能量获取方式。 《星际航行与超光速引擎设计原理》不仅是对现有物理学边界的探索，更是为下一代空间探索者提供了一份详尽的、基于严谨数学推导的工程路线图。它要求读者具备扎实的广义相对论、量子场论以及高级工程学背景。

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