用理性分析科幻——考察《星球大战》中的“超空间”

By | 2012/06/13

七、宇宙航行

行星围绕恒星旋转或恒星围绕银河中心旋转都完全遵照特定的物理定律。然而,随着时间的流逝,由于广义相对论、潮汐影响和邻近行星引力摄动的积累效应,近日点、偏心率等行星属性会慢慢发生变化。在银河系,影响恒星运动的因素更复杂。所有这一切将给天体的长期运动带来一定程度上的动力混沌和其它的不确定性。如果一个物体落入了太空的某个区域,那这个区域的不确定因素将在未来一百年甚至一千年里持续增多。一颗没有精确标注的行星也许会出现在其原有轨道附近环形区域内的任何一个地方;一颗恒星也许会出现在其上次已知位置附近圆锥区域内的任何一个地方,并朝上次观察到的速度矢量方向运动。

超空间跳跃路线必须精确绘制,避免进入这些区域,尽量选择已知的安全点。航天数据越陈旧、越不精确,相关天体周围的限入区就越大。由于有效距离内的星光往往在几百或几千年前就发出了,因此更新星图需要直接访问相关星系。超光速旅行基本上是匀速直线运动。这就要求星际飞船尽量避开障碍物附近的种种不确定因素。太空中的任何区域都有一个安全范围,一旦超出这个范围,任何方向的太空旅行都将被潜在的危险所笼罩。所以,超空间旅行的安危取决于附近太空在多久以前、在多大程度上被探索过。

即使有最好的航天数据,两地之间的超空间跳跃也不太可能一次成功,因为航线上难免存在着障碍物,比如大片的星际云就往往占了星系盘内很大一块空间。这些因素导致了任何区域内的超空间跳跃都有一个极限距离。每次直线跳跃所能达到的最大距离被限制在几百或几千光年以内,即星际介质的常规可视深度。

帕尔帕庭时代非常流行在星际飞船上携带导航计算机,它大大简化了超空间跳跃的计算过程,为航天提供了便利。导航计算机里至少存储了一套记录银河系内航天障碍和目的地方位的基本数据库。它们最主要的价值就在于让飞船在星际空间中选择自己的航线,从而避免走通常的商路。对走私者、起义军和其它嫌疑犯来说,导航计算机提供的独立性极具价值。当然,对那些专门追踪叛徒的帝国军舰和赏金猎人来说亦是如此。

起义军同盟资源匮乏,不得不采取“打了就跑”的战术,因此他们在许多星际战斗机上都安装了基本的超光速推进器。这些飞船的超空间跳跃能力很有限。在大多数情况下,飞船上没有导航计算机,抵达目的地的唯一可行办法就是飞行员完成一连串预先计算好的、存储在宇航技工机器人内的超空间跳跃。空气、燃料等消耗品对这些飞船来说极其有限,因此除非依靠绝地冥想、原力休眠或其它非常规手段,否则一架星际战斗机只能完成这种短途超空间跳跃。

在西斯大战时期,超空间旅行者依赖于一种放置在安全路线各个节点上超空间跳跃信标。这些信标好比银河系的里程碑,其内部都安装有计算机,为过往的飞船提供安全的跳跃坐标。在那个年代,大部分飞船依靠这些固定设备来进行跳跃计算,复杂的舰载导航计算机直到帕尔帕庭时代才流行。跳跃信标上的计算机能计算附近的危险和宇宙漂移,为许多邻近信标和星系提供安全通道。(为了稳定,大部分信标都位于附近星系引力井之外的星际空间。)这一系统在工作状态下会降低旅行者的航行独立性,但提高了跳跃的可靠性。只有专用探险飞船才配备导航计算机,以便跳入未知空间。虽然共和国太空航线管理局跳跃信标巡查队常年负责跳跃信标的维修工作,但无论何时几乎都有五分之一的信标处于故障状态。

1、微跳

短途超空间跳跃通常用来缩短星系内的航行时间。即使在高相对速度下,星系内的亚光速星际旅行也要耗费几个小时。由于时间膨胀的副作用和抗惯性装置无法在高加速度下长时间保护飞船设备,因此对飞船乘员和传感器来说,高亚光速是难以忍受的。

虽然标准的微跳距离是几光时,但即使是几光分的跳跃也需要相当精确的计算,就像楚巴卡在黑暗舰队危机期间攻击恩佐斯(N'zoth)时那样。

八、自动化设备

除了智慧生物的高速旅行,超光速推进技术还有其它一些应用。无人驾驶设备能适应不同的超空间特性,而这些特性往往包含令生物无法存活的因素。机器可以在不需要抗惯性装置的情况下应付加速度压力,但加速度压力可以把星际飞船的乘员碾得粉碎。机器也不需要针对时间膨胀效应的人工保护措施,但即使是一次超短途跳跃,时间膨胀效应也能让生物加速衰老,直至死亡。

1、探测机器人超空间舱

探测机器人是一种可自由活动的军事武装机器人,常被派遣到遥远的星系执行侦查和监视任务。它们比通常的机器人昂贵,但比部署军人及其生命维持系统到目的地要廉价多了。

运送探测机器人到目的地的飞船是一种被称为“探测机器人超空间舱”的微型飞行器。它比一架标准的双离子引擎星际战斗机小,它的外壳大致呈椭圆球状,由高质量的磨削合金制成,能经受大气摩擦带来的高温和阻力。超空间舱两面对称,每一面都有三个突起物。传感系统在超空间舱前端,推进器在超空间舱尾部。

超空间舱没有用来保护生物飞行员的生命维持系统和抗惯性装置,但配备了强大的亚光速引擎和超光速推进器。它们带来了异乎寻常的加速度和机动性,但为此不得不付出的代价就是每个超空间舱只能使用一次。由于舱内的机器人不会像生物那样受到辐射的侵害,因此超空间舱的护盾也几乎微不足道。

超光速时间膨胀效应的调整系统在舱内也没有安装的必要,因为探测机器人经久耐用。没有这些调整设备意味着超空间舱的设计和部署也不受调整设备性能的限制。这样,探测机器人超空间舱就能最大限度地发挥超光速的优势,在任务需要的前提下完成有效的瞬间跳跃。

2、超空间轨道扫描器

超空间轨道扫描器由帝国情报部门开发,用于监听目标行星上所有计算机系统的通讯信息。超空间轨道扫描器运行在行星质影周围的超空间环形轨道中,很难被探测到。由于物体在超空间始终以超光速运动,因此这种轨道不是通常意义上我们所理解的实空间行星轨道。然而,我们没有关于这种运动特征的详细信息,所以无法确定这是一种自在的曲线运动,还是需要一个牵引力来维持它。

超空间轨道卫星上的扫描器以某种方式跟踪目标计算机内流动的基本粒子质影,随后将这些信号跟常规通信标准以及计算机语言比对,由此生成的解释文档精确度据说高达78%。具体的扫描过程还不得而知;目前唯一确定的就是实空间粒子的影响在较大的行星距离范围内也有可能被探测到,其间包含的信息足以重建一个三维时变的计算机系统内部模型。超空间轨道扫描器的扫描机制也或许和如下过程有关:超空间卫星发出超光波,经目标反射后重新被扫描器截获。

超空间轨道扫描器没有配备超光速推进器。它在超空间可以自由活动,但是,如果没有超光速飞船的帮助,它无法进出超空间。帝国情报部门有一种被称为“神经丛机器人飞船”的星际邮船,由机器人控制。它们通常会进入超空间,并花费几小时的时间在超空间轨道扫描器所在的可能区域进行系统性的搜索。超空间轨道扫描器体积微小,而且其所在的区域附近存在行星质影、引力井、飞船和其它物体,这使得那些神经丛机器人根本不可能携带超空间轨道扫描器一次性跳回船坞,毕竟,它们不具有出色的航天能力,预先也不确定超空间轨道扫描器的精确坐标。所以,一旦锁定超空间轨道扫描器的位置,神经丛机器人飞船就返回实空间以便下载累积数据,并接受必要的维护工作。然后神经丛机器人飞船将再次进入超空间,把超空间轨道扫描器运送到适当的超光速轨道上。

3、静态探测器

静态探测器是比较传统的军事技术。它们是一种可反复使用的太空探测机器人,一般被部署在敌舰的前方。和超空间轨道扫描器一样,静态探测器也是秘密传感设备,但它的扫描器是为实空间设计的,而不像超空间轨道扫描器那样接收非同寻常的超光速能量。这种探测器带有超光速推进器,能在目标区域周围高速航行。两次超光速跳跃之间,它可以在实空间停留半分钟都不到。在这短短的几秒内,它会搜集任务目标的传感数据,同时接收有关下一次跳跃和下一个目标的指令。正常状态下,静态探测器只用被动传感器,因为扫描器能量产生的任何脉冲都会让敌人发现探测器的存在。

静态探测器返回实空间时通常被人们形容为“零空速”,这样就能把克罗瑙辐射减小为一条细小的波锥,防止被观测到。尽管这里对辐射的解释很清楚,但对速率的解释却很奇特,因为从超空间跳回实空间涉及突破光障,这可不是“零速”的。也许更为严谨的表达是静态探测器能很快减到相对目标而言静止的速度(但不是瞬间)。

九、格力领地的超光速门

在外环领土的一个偏僻角落生存着一群神秘的古文明后裔——有六条触手的格力。格力的城市和科技已经崩塌失传了几十万年。格力没有能力和意愿去维护或重建他们的古老工程,他们的文化核心更热衷于死记硬背,而不是真正理解他们的古老设备。

格力的科技中最值得注意的一项就是“超光速门”。超光速门就像一座巨大的人工雕刻拱门或门框矗立在格力世界上。顾名思义,超光速门能把物体以超光速掷向目的地,而目的地的另一座超光速门能把物体从超空间带回实空间。几乎所有的超光速门都已倒塌或年久失修,格力门神似乎都对如何操作这种设备缺乏必要的知识。千百年来没有一座超光速门被再次启用过,因此有关其功能的古老解释有可能被扭曲夸大了。

有人认为超光速门是一种比超光速飞船更先进的技术。但这种看法并不准确。据说超光速推进工程的原理只有银河系最优秀的超光速物理学家才能理解,而超光速门和超光速推进器所涉及的现象都有着相同的理论基础。超光速门仅仅是超空间技术的一个非常规应用而已。它们在某些方面甚至很不实用:它们只能把物体传送到固定的目的地,而且在整片格力领地只有几十座超光速门。超光速门无法用于侦察未知或敌对的空间;它们无助于军事武力的安全埋伏。即使格力的科技没落了,超光速门看上去仍然很难操作或维护。

如果超光速门如人们所预期的那样发挥作用,那它们将类似于一种外翻式超光速推进器。物体在超空间跳跃前或许会被某种机械力场束缚住,然后由这股外力在物体上施加一个加速度。不管物体以何种运动机制加速,超光速门必须协助物体跳过光障。相关质量将在恰当的轨道上被传送,并在足够的亚光速动量下安全抵达目的地超光速门。

这意味着超光速门在操作上具有额外的危险性和困难度。一旦超空间坐标稍有误差,尽管飞船依然能完好无损,但会偏离航向。如果一座超光速门的位置在队列中不正确,那倒霉的旅行者将错过目的地,永远也回不了实空间。这将会导致飞船与质影的碰撞,飞船最终会被撞成一个个零能量粒子。

既然超光速门被固定在行星表面,那它们的排列必须兼顾几千年的行星和星系日常轨道运动和渐进轨道变化。没有精确的天体测量刻度,超光速门将失效。这也许是复兴门神这一职业的主要障碍之一。

超光速门在地面及大气内的位置也和它们的机能密切相关。在空气中进行超光速运动或许是致命的。也许每座超光速门都有一套次要机制以便于在面向跳跃目的地的方向上创造一条真空隔离通道。还有一种可能是,两座超光速门之间的空气也许已被抽尽,旅行者就像走进了一个真空门洞。

十、结论

超空间是物体以相对于银河背景而言作超光速运动时所在的宇宙空间。物体只有在超空间中才能作相对于实空间而言的超光速运动。

进出超空间的运动由一种被称为超光速推进器的设备完成。超光速推进器的作用从本质上至少部分和引力有关,部分和量子力学有关。超空间跳跃会导致引力波和某些弱电磁辐射的喷发,并在瞬间扭曲跳跃轨道附近的空间。

一旦进入超空间,物体就处于自在状态。碰撞或任何导致物体损失能量的事件将使物体运动得更快。超光速推进器必须有让物体跳回实空间的功能。

从超光速飞船里看到的超空间奇异景象主要是常规的银河星域背景相对失真后的结果。在实空间,超空间里的飞船很难被探测和跟踪,而且双向通信是不可能的,除非利用超光波信号。

超空间旅行的行期取决于几项因素。决定性因素是沿路的障碍物和相关航天数据的质量。不同飞船及其超光速推进器的性能是不同的,但一艘“《星球大战》星际飞船”的常规速度是光速的一百万倍多。为了缩短超光速时间膨胀的不良效应(否则它将导致乘员衰老,即使是极短途旅行),必须使用一种时间变更技术。这一技术的局限性不得而知,但它似乎仅应用于星际飞船,并且和超光速推进器相连,只能减缓飞船所占空间的时间流。

原文地址:《Hyperspace》。作者Curtis Saxton,悉尼大学天体物理学博士,现供职于伦敦大学“Mullard”太空科学实验室,《Attack of the Clones Incredible Cross Sections》和《Revenge of the Sith Incredible Cross Sections》的作者。

By 高达数字实验室 http://gndrive.org/

3 thoughts on “用理性分析科幻——考察《星球大战》中的“超空间”

    1. zzwthegreat Post author

      @清纯与时尚: 科幻也是需要一点严肃的态度看的,毕竟科幻也有成为现实的可能,没有梦想的指导,技术是没有方向的。

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