阿库别瑞引擎

定义

阿库别瑞引擎的物理

阿库别瑞引擎与科幻

继阿库别瑞后的发展

定义

俗称为阿库别瑞引擎或曲速引擎的“阿库别瑞度规”，是一项推敲性的时空数学模型，可以仿造出科幻中星际旅行里的作为跨星际的超光速航行的工具——曲速引擎，因此才被俗称为“曲速引擎”，这种俗称也出现在物理学的期刊论文之中。

阿库别瑞引擎遵守广义相对论中爱因斯坦方程，在这范畴下建立出一项特别的时空度规。物理学家米给尔阿库别瑞于1994年提出了波动方式展延空间，导致航行器（简称为“船”）前方的空间收缩而后方的空间扩张，前后所连成的轴向即为船想要航行的方向。船在一个区间内乘着波动前进，这区间称为“曲速泡”，是一段平坦时空。既然船在泡泡内并不真的在移动，而是由泡泡带着船走，广义相对论中对于物体速度不可超过局域光速的限制就派不上用场。目前还不知道怎么引发出这样的波动，或是一旦引发了，船要怎么离开它。因此阿库别瑞引擎至今仍属于理论概念范畴。

阿库别瑞引擎的物理

对于熟悉狭义相对论中种种效应——诸如洛伦兹收缩、相对论性质量增加及时间展长——的人来说，阿库别瑞度规有些独到之处。既然处在度规中移动体积中心的船，其相对于局域平坦空间是静止的，则相对论性质量增加或时间展长就不会发生。太空船上的时钟进行的速率会和外界观察者的时钟一样，而观察者所测到的船质量不会增加，即使这艘船在他/她看来是在做超光速航行。此外，阿库别瑞亦指出：即使船在加速，它仍然是航行在自由落体的短程线上。换言之，利用曲速来加速或减速的船永远处在自由落体状态，船员也感受不到一般加速下会出现的G力。庞大的潮汐力会出现在平坦空间体积的边缘，因为该处会有很大的空间曲率，但透过合适的度规设计，这些区域可以被弄成很小，而不会影响邻近的空域或星球。

阿库别瑞引擎与科幻

科幻中常会利用到“超光速(Faster-than-light, FTL)航行”来表示五花八门的虚拟推进方式，其中多数和阿库别瑞引擎或其他物理理论无关。星际奇旅的影迷指称：在星际奇旅中，因为名词的相称性，阿库别瑞理论被广泛地接受，用以解释电视系列剧中多数场合下对于物理定律的明显违反。阿库别瑞博士所写关于空间扭曲物理的论文发表于1994年，时间上是在派拉蒙影业公司(Paramount Pictures)对于剧中曲速引擎的虚拟物理设定完好之后(1991年[1])，而两者间本质上的相似之处可以说是极为凑巧。(特别说明的是星际奇旅设定中，关于曲速引擎会运用到的“子空间/在科幻上”则与阿库别瑞所提到的重力及空间扭曲无甚关连。)

此外，时间上早于阿库别瑞引擎的还包括了动画版的《未来舰长》也提到了类似机制的航行方式，称为波动模式(undulating mode)。

继阿库别瑞后的发展

Chris Van Den Broeck于一篇1999年的论文试图阐述一些可能的课题，亦发表在《经典与量子引力》期刊。借由将引擎运送的“曲速泡”的3+1维表面积收缩，同时扩张所包含的内部3维体积，Van Den Broeck能将运输几颗小原子所需的总能量减少到少于3个太阳质量。随后，透过对Van Den Broeck度规稍微修改，Sergey Krasnikov可以将负能量总需求缩减到几个毫克[2]。

González-Díaz的工作解决了2维量子不稳定性的问题。在此一发表在《物理评论D》62卷(Physical Review D Vol. 62)，González-Díaz提议考虑封闭类时曲线的课题。这样的改善允许了多连通空间(multiply-connected spaces)，结束了短程线不完备性并满足了量子不稳定性的要求。