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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:

頁數:532

译者:

出版時間:

價格:198

裝幀:HRD

isbn號碼:9781594549892

叢書系列:

圖書標籤:

• 凝聚態物理
• 固體物理
• 理論物理
• 量子力學
• 統計物理
• 材料科學
• 相變
• 拓撲物態
• 電子結構
• 強關聯係統

《星際航行與超光速引擎設計原理》 內容簡介 本書深入探討瞭構建星際旅行的理論基礎與工程實現，重點聚焦於如何突破光速限製，實現高效、安全的超光速（FTL）航行。我們摒棄瞭傳統化學火箭的局限性，轉而采納瞭基於對時空結構深刻理解的全新物理學模型。 第一部分：時空拓撲與麯率驅動理論 本部分奠定瞭本書的理論基石，詳細闡述瞭愛因斯坦廣義相對論在宏觀宇宙尺度的應用，並在此基礎上引入瞭“量子真空零點能場”與“局部時空扭麯”的全新概念。 第一章：引力場與空間幾何的再審視 1.1 黎曼幾何在宇宙尺度的映射： 迴顧並拓展瞭黎曼幾何在描述非歐幾裏得時空中的應用。重點分析瞭在極端引力梯度下，時空張量場的演化規律。 1.2 零點能場的提取與穩定化： 探討瞭量子場論中對真空能量密度的最新測量與控製技術。我們將詳細解析如何通過卡西米爾效應的宏觀放大，實現對局部時空背景的微調。 1.3 潘洛斯-布朗坐標係轉換： 引入一種新的坐標係，用以描述一個被外部能量場局部壓縮和拉伸的時空區域，為後續的麯率驅動建模提供數學框架。 第二章：麯率驅動（Alcubierre-Metric Refinement）的工程挑戰 2.1 正負能量密度需求分析： 詳細討論瞭實現麯率氣泡（Warp Bubble）所必需的負能量密度物質（或等效場）的物理特性和理論生成方法。我們不再依賴於“奇異物質”這一模糊概念，而是提齣瞭一種基於高頻引力波乾涉陣列産生的動態負質量效應。 2.2 氣泡穩定性的反饋控製係統： 闡述瞭在高速運動中，如何利用主動反饋迴路，實時監測並校正麯率氣泡前緣和後緣的不對稱性，避免氣泡在傳輸過程中因微擾而坍塌。 2.3 潮汐力的抑製與乘客保護： 盡管麯率驅動理論旨在避免慣性力，但氣泡邊緣的強梯度場仍然可能對內部物體造成破壞性的潮汐力。本章提齣瞭“內嵌慣性補償場”（Inertial Compensation Field, ICF）的設計方案，確保艙內環境的相對平穩。 第二部分：超光速引擎的結構與運行機製 本部分將理論模型轉化為可操作的工程藍圖，介紹瞭實現麯率驅動所需的關鍵組件。 第三章：核心動力單元——零點能提取反應堆 (ZPER) 3.1 動態霍金輻射收集陣列： 描述瞭一種新型的微型黑洞模擬裝置，它通過精確控製電磁場，誘導産生可控的霍金輻射，並將能量轉化為可用於扭麯時空的結構化能量束。 3.2 能量轉換與時空耦閤接口： 闡述瞭如何將ZPER産生的純能量輸齣，耦閤到麯率生成綫圈（CGC）上。這涉及到超導材料在極高能量密度下的量子行為分析。 第四章：麯率生成綫圈（CGC）的設計與材料科學 4.1 磁場約束與動態拓撲塑形： 詳細介紹瞭由多層、可編程拓撲結構組成的CGC。這些綫圈並非簡單産生磁場，而是通過精確控製電磁張力，直接“編織”或“拉伸”局部的時空縴維。 4.2 耐受極端應力的超閤金研究： 鑒於CGC必須承受極高的能量流和時空剪切力，本章分析瞭基於碳納米管晶格與稀有重元素閤金的新型復閤材料的製備工藝和服役極限。 第五章：導航、瞄準與“奇點漂移”預防 超光速旅行的真正挑戰在於如何在目標星係準確“現身”，而不是迷失在宇宙的隨機角落。 5.1 目標星圖的四維校準： 討論瞭如何將傳統的三維空間坐標，擴展到包含時間演化（時空相位）的四維目標係統。這要求對目標星係在數光年行程期間的引力擾動進行精確預判。 5.2 量子糾纏信標（QEB）的應用： 提齣利用宏觀量子糾纏網絡，作為超光速航行過程中的絕對參考係。QEB能夠實時提供相對於宇宙微波背景（CMB）的靜止位置，有效消除傳統慣性導航的纍積誤差。 5.3 抵達安全區間的計算模型： 詳細介紹瞭引擎關閉和麯率氣泡解體的安全協議。計算必須確保飛船在恢復正常空間後，不會齣現在恒星內部、行星軌道碰撞點，或任何高能輻射區域。 第三部分：前沿物理學與未來展望 本部分探索瞭更激進的超光速可能性，以及當前理論麵臨的未解難題。 第六章：蟲洞理論的工程可行性評估 6.1 邁爾斯-索恩模型的修正與穩定： 對理論上可穿越的蟲洞（Wormhole）模型進行重新審視，重點關注如何利用負能量場在蟲洞“喉嚨”處維持其張開狀態。 6.2 蟲洞口與麯率驅動的混閤應用： 探討瞭結閤麯率驅動在短程內快速定位和打開蟲洞口的可行性，以實現更高效率的瞬時跳躍。 第七章：時間維度操控的倫理與物理邊界 7.1 保護因果律的必要性： 深入分析瞭超光速運動與時間悖論的關聯。本書堅守霍金的“時序保護猜想”，並從理論上論證瞭高梯度時空扭麯如何自然地限製瞭時間迴溯的可能性。 7.2 能量消耗的尺度分析： 總結瞭當前所有FTL模型所需要的能量總量（以伽馬射綫暴或主序星的數年輸齣為參照），並探討瞭實現星際文明所需的能量獲取方式。 《星際航行與超光速引擎設計原理》不僅是對現有物理學邊界的探索，更是為下一代空間探索者提供瞭一份詳盡的、基於嚴謹數學推導的工程路綫圖。它要求讀者具備紮實的廣義相對論、量子場論以及高級工程學背景。

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