太空船的甜甜圈部位

2011 年當桑尼．懷特受邀在「百年星艦討論會」（100 Year Starship Symposium）致詞時，這概念還停在這兒。「百年星艦討論會」是致力於百年內完成星際旅行的一個團體所召開的年度會議。

他說：「我真的沒什麼目標，就在那閒晃。『嘿我們想找你來講講話。』好，其實呢，我不想只講我以前說過的那些事，所以我來講點別的好了。」

在詹森太空中心領導一支進階推進系統團隊和一個「鷹工場」（Eagleworks）實驗室的桑尼，在白板上畫起草圖向我們解釋，他在研究愛因斯坦方程式的過程中，設計了一個不需要那麼多異常物質啟動的太空船。

「這概念需要一個圍繞太空船小小中央部位的甜甜圈。這裡可能是儀器所在的位置。史考堤（譯注：Scotty 是星艦迷航記的角色，在企業號上擔任總工程師，全名為蒙哥馬利．史考特［Montgomery Scott］）會在這邊，而這個環就是擺這種異常物質的地方。要讓這整套動東西起來，就得要有那些物質。而我發現，與其把這個環做得非常薄，薄得像結婚戒指──非常薄的長寬比──如果你反過來把它做得像圈圈糖那樣的話，它就會大幅降低這概念所需要的能量。」

除了把環做胖一點之外，桑尼也會改變力場的強度來減低時空的硬度（聽起來實在很怪）。有了這些變化，環繞太空船的環就會產生一個10 公尺寬的彎曲泡泡，以10 倍光速行進。旅途開始時，太空船會以十分之一光速持續往正確的方向前進。打開空間彎曲後，泡泡會朝目的地前進並帶著太空船走向目標，但能有效地達到1 百倍以上的速度。接近旅途尾聲時，曲速驅動器會停止，太空船會以普通動力抵達。

根據數學計算指出，泡泡內的空間會維持平整。沒有重力，沒有扭曲的時間，也沒有加速的感覺。只有空間本身在移動，太空船則是像在颱風眼裡一樣紋風不動。因為太空船並沒有在自己的空間中達到光速，時間的速度跟地球那頭一樣，太空人變老的速度還是跟他們在地球上的兄弟姊妹相同。

有了桑尼的設計後，所需的異常物質量會減到少於1 公噸，比木星質量少了24 個數量級以上。

為撰寫這本書而做研究期間，我們認識了許多迷人的人物，桑尼是我們最喜歡的一位。他似乎沒有眾多成功科學家的那種自大，即便他是如此傑出。相反地，他仍保有一種純然的熱情，那是他小時候頻繁造訪美國國家航空航天博物館而發現的熱忱，他有點像是那種日常生活有一部分建構在《星艦迷航記》虛構宇宙裡的星艦迷。

在2011 年的演說中，他發表了曲速引擎的新想法，以及可能用來測試產生曲速場的設備圖解。宣傳手冊上寫道：「雖然這僅是對該現象的保守示例，但這有可能是本研究領域的『芝加哥1 號堆』（Chicago Pile）誕生時刻。」芝加哥1 號堆是史上第一個核反應爐，1942 年在芝加哥大學（University of Chicago）的壁球場裡完工。

這類型演講產生了一堆誇張的流言，說NASA 已經發明了曲速引擎。桑尼在詹森太空中心鷹工場實驗室的實際裝置，只是企圖在小範圍內產生微弱的曲速效果，而且要以極精準的光學來測試。桑尼相信，真空負能量可以用雷射或強大的電容器來產生，但關於要怎麼實現這個假設，他的態度仍然謹慎。他說，他的設備是拿用剩的東西拼湊出來的，總價不到5 萬美元，他得把這個研究塞在其他NASA 的優先工作之間。

幾位專精負能量研究的物理學達人表示，桑尼的曲速引擎不可能實現，包括當初提出這概念的阿古別列。至今還沒有人發表累積大量負質量或負能量的模型。塔弗茲大學（Tufts University）的賴瑞．福特（Larry Ford）與同事以數學證實了負能量只能受限於極小區域或極短時間，但不可能同時長存又龐大。這演算符合了金屬板縫隙產生卡西米爾作用力的結果。福特寫道，如果沒有這個限制，遠距運作的負能量可以產生永動機，克服熵（entropy）的限制，並違反熱力學第二定律。

讓銀河系近在眼前的方法

儘管桑尼對於他要怎麼在實驗室製造負能量這點秘而不宣，但他確實提出過一種替代工程方案來製造他的救生圈型曲速引擎。他寫了一封一如往常迷人的電子郵件，回答我們對賴瑞觀點的疑問；信中他和我們分享了一個實驗─就只是複製狹窄空隙，來產生卡西米爾作用力。

「如果我製造了很多這種小小的空洞，並在一個小小的基底上一個個並排，就像晶片上的晶體那樣呢？」桑尼這麼寫。「如果接下來，我把一大堆這種晶片一個疊一個地排起來，直到我有了一個，好比說方糖大小的立方體呢？接下來我弄一個立方塊，裡面裝滿了構成那些空洞和基地的普通物質，但這方塊裡因為有數十億個卡西米爾空洞的存在，讓我擁有了一大塊真空負能量。我可以把這個思考過程延伸，來把東西堆到薄荷口味圈圈糖（我最喜歡的口味）的型狀大小，而不只是方糖而已。」

「更進一步地，這個方塊／圈圈糖並不會減少熵，所以也不會違反熱力學第二定律。卡西米爾作用力存在而且獲得測量，但它絕不可能在我的咖啡裡擅自變熱。」

我們的討論已經夠接近理論物理學了。但值得一提的是，新的想法有可能即將突破一個世紀前，從愛因斯坦的苦思開始就屹立不搖的目標─自然力量的統一物理理論，因此和廣義相對論及量子力學的相關研究此刻相當熱門。桑尼的思考正在這些行動的前端，成敗仍是未知之數。

這是否代表我們將要突破光速？針對這個大哉問，桑尼表示，我們可能20年內就會知道，也可能要兩百年，或者永遠不知道。

然而，如果突破光速真能成功的話，桑尼說，銀河系的任何地方都近在眼前。

現在，我們需要的是謙遜。NASA 正著手於曲速引擎的研究，但解釋宇宙如何運作的基本原理依舊未知。物理學家很快就能開拓我們對現實理解的新視野，一如他們在二十世紀初的貢獻。在發明出一種使用量子力學和重力之間關係的技術以前，我們可以合理期待這種對現實的理解會先趨於成熟。現在某些年輕傑出物理學家腦中浮現的想法，可能會永久地終結曲速引擎這種奇想，或者，替穿越星際指出一條活路。

而這個最大的「未知」，可能也是我們離開太陽系最大的希望。