⑴ 人类何时能发明一种超光速飞机，速度能和光速相比
2011年9月底,曾经发现顶夸克的美国费米实验室宣布,他们的万亿电子伏加速器于9月30日关闭.之所以如此,是因为费米实验室计划转向一项新的研究,也就是对意大利OPERA实验发现的“超光速中微子”的结果进行验证.
在9月底,这个属于意大利Gran Sasso国家实验室名下的OPERA项目组可以说是赚足了眼球.《自然》杂志上的一篇文章称“OPERA”的实验装置接收到了来自730公里外位于Geneva欧洲核子研究中心(CERN)发出的中微子.而中微子穿越这段距离的时间比光速快60纳秒（1纳秒等于十亿分之一秒）.
中微子是一种不带电的基本粒子,该粒子具有最强的穿透力.
这一结果与爱因斯坦相对论中 “光速无法超越”理论相矛盾.很多科学家都心存怀疑,其中最有名的是1979年诺贝尔物理学奖得主格拉肖,他因统一了电弱理论而获奖.他宣称由于中微子在从Geneva到Gran Sasso的传播过程中会损失能量,因此中微子的超光速现象是不可能发生的.
那么,究竟是OPERA错了?还是爱因斯坦错了?
真真假假
“我感到非常的震惊.” OPERA项目的发言人,瑞士伯尔尼大学物理学家Antonio Ereditato这样说.他表示经过数月的研究和交叉检查,他们并没有发现任何可以得出有关这个测量结果的解释,所以将这个研究结果公布.“我们将继续研究,同时也期待着其他机构的测量以便对我们的工作进行评估.”
OPERA项目组有160余人,他们来自各个国家.在高能物理所曹俊研究员看来,正式发表的结果肯定经过了反复推敲验证,他们文章中基本上每个重要的数字都采用不同方法检验或独立验证.“他们出错的概率要比相对论出错的概率大.但是凭空猜测他们哪里做错了,肯定是不靠谱的.也有可能什么地方他们没有想到.也有可能是中微子有什么特殊的性质.”曹俊这样告诉《科学新闻》.
OPERA的中微子大部分来自CERN的?仔粒子的衰变,然后它们在地壳中传播730公里到达Gran Sasso.跟传统高能物理实验不同,中微子实验并没有隧道,这是因为中微子和其他粒子的相互作用非常弱,他们能够在岩层中以近光速传播.“这个性质是中微子特有的,也是只能在中微子中观测到超光速现象的可能原因.”中国科学院高能物理研究所的Jarah Evslin解释称,之所以能观测到超光速现象,除了误差外,其可能原因还在于中微子的特质.
中国科学院高能物理研究所研究员张新民、Jarah Evslin、Emilio Ciuffoli以及刘杰,围绕OPERA的实验进行了相关研究.他们提出了一个能够很好解释OPERA结果的模型.他们认为对超光速中微子的一个主要限制是来自超新星1987A的中微子观测.在这个模型中,他们发现暗能量在可见物质高密度区聚集,例如地球附近.“因此,中微子只能在地球附近以超光速传播,而在太空中,由于可见物质稀少,暗能量不能聚集,中微子也就不能超过光速.”Jarah Evslin这样说.
事实上,观测到超光速中微子现象OPERA并不是独一家.早在2007年,美国费米实验室MINOS实验就曾经观测到类似的状况,但是当时并没有引起重视.
“费米实验室的MINOS实验结果没有被证伪.但是只有2个多标准偏差,显著性不够.OPERA超光速的结果达到了6个标准偏差,因此引起了重视.但不能排除实验做错了.”曹俊说.
据介绍,在粒子物理理论被验证的过程中,并未规定重复试验的次数.但是在单个实验中,如果达到5倍标准偏差的显著水平就可以确认.故OPERA实验相比费米的MINOS的实验更引人关注.
Jarah Evslin认为,之前由于费米MINOS实验的误差较大所以可信度低,而现在OPERA发现了相同的现象,因此费米的实验就值得商榷了.他指出,目前中微子只是比光速快了近7000米/秒,这么小的差别是很难被观测到的.主要有以下两个原因：中微子接收器位于地面以下1000米,不能直接用GPS来测时间；两年间,OPERA实验捕捉了16000个中微子束,中微子脉冲不是瞬时发出的,而是在一个约10000纳秒的时间内连续发出的.因此,我们无法区别探测到的中微子是在哪一刻发射出来的.在实验上这非常难下定论也非常容易发生错误.
如何验证
对于OPERA究竟是对还是错,这个问题也许OPERA自己并不能给出答案.这需要其他实验室给予帮助.
“由于超光速现象会撼动现代物理学的基础,所以我认为我们需要更多的中微子实验来检验OPERA的结果.”Jarah Evslin告诉《科学新闻》,如果在这次实验中,OPERA在某个细节上犯了错,那么下次实验他们还会继续犯同样的错误.所以对下次的结果仍然不能相信.因此必须在一到两年内有其他两个实验对OPERA的结果进行检验,一个就是美国费米实验室的MINOS实验,第二个是日本的T2K实验.
和许多物理学家一样,Jarah Evslin对OPERA的实验结果虽然心存疑虑,但仍认为是值得商榷的.“如果明年费米实验室的MINOS实验能够证实OPERA的结果,那么我认为这个实验就基本是正确的了.”Jarah Evslin这样告诉《科学新闻》.
据了解,为了对OPERA实验进行验证,目前费米实验室的MINOS提出了升级后的计划.其中包括采用更精确的时间测量方法,采用新的GPS传感器、原子钟和探测器,来将中微子到达时间误差控制在2纳秒.预计最快将在2014年得出结果.
在Jarah Evslin看来,费米实验室想要提高精度就必须在时间和距离两个方面上努力.特别是时间校准上必须在发生端和接收端下功夫.这是因为OPERA实验在距离校准上做得非常好,甚至能够探测到大陆板块移动.OPERA实验利用了多种独立的手段以及时间上最精准的钟来校时.因此,费米实验室至少要达到相同的水平,才可以确保实验结果的准确.
而除了校准时间外,“当然,能够延长中微子的传播距离是最好的,这样的话,时间可以不用探测的那么精确.但是这样一来我们就需要一个新的探测器,而建造一个新的探测器绝对不是一两年能够搞定的.”Jarah Evslin表示.
Jarah Evslin看来,在OPERA的结果得到确认之前,理论物理学家应该从理论方面考虑超光速的可能性,这样能够为实验设计提供帮助.因为,毕竟理论学家的“实验”比科学家的实验便宜很多.■
《科学新闻》 (科学新闻2011年第11期 学界)
2012年3月末物理学家们宣布,之前那项对爱因斯坦相对论的基础——光速极限理论提出挑战的实验已经被确认存在错误.后续的验证实验已经证明,和所有其它事物一样,中微子同样遵循爱因斯坦指出的宇宙速度极限法则.
⑵ 人类还要什么时候才能发明超光速宇宙飞船
应该不会有，因为发明不了超光速飞船，但可以发明虫洞技术，来传送，这比靠空间飞行容易的多。
⑶ 人类何时发射超光速量子飞船
想的好啊复，现在还没有报导制，老美的设计也是保密的，真正超光速的是中微子，在现在物理上光束是不能超越的，这个是爱因斯坦相对论的结果，但实验室里至少有三次实验发现超光速的光，美国和意大利科学家都独立观测到。中微子速度快于普通光带好像是2012年才发现的。
在没有弄懂超光速的原因前就制造超光速飞船，这几乎就是天方夜谭，八挂新闻或科幻里到处是穿越，现实中可以穿越，但是理论却找不到，也就没法制作或随意使用。美国在1946和60年代有过两次时空转换实验，第一次没有成功，第二次结果什么样不清楚。
现在的技术连火星都上不去，就别谈移民到其实太阳系外的行星上去了。科幻永远是科幻，给人遐想，但不是现实。
如果对天文感兴趣，就多去N A S A网站上看看。那里有的是最新发现。
⑷ 人类什么时候能发明出超光速飞船
人类不可能来发明出超光速飞船。自
实体物质速度不可能超光速。
质能等价理论是爱因斯坦狭义相对论的最重要的推论,即著名的方程式E=mC²,式中E为能量,m为质量,C为光速。也就是说,一切物质都潜藏着质量乘于光速平方的能量。由此可以解释为什么物体的运动速度不可能超过光速。
一个静止的物体,其全部的能量都包含在静止的质量中。一旦运动,就要产生动能。由于质量和能量等价,运动中所具有的能量应加到质量上。
⑸ 人类什么时候能发明出超光速飞船
人无论靠什来么推进器，速度都是无自法达到光速的，更不要说超光速了。因为，有质量的物体的运动速度是不可能达到光速的。原理如下：
首先，我们来了解一下质能等价理论。质能等价理论是爱因斯坦狭义相对论的最重要的推论，即著名的方程式E=mC^2，式中为E能量，m为质量，C为光速；也就是说，一切物质都潜藏着质量乘于光速平方的能量。
一个静止的物体，其全部的能量都包含在静止的质量中。一旦运动，就要产生动能。由于质量和能量等价，运动中所具有的能量应加到质量上，也就是说，运动的物体的质量会增加。当物体的运动速度远低于光速时，增加的质量微乎其微，如速度达到光速的0.1时，质量只增加0.5％。
但随着速度接近光速，其增加的质量就显著了。如速度达到光速的0.9时，其质量增加了一倍多。这时，物体继续加速就需要更多的能量。当速度趋近光速时，质量随着速度的增加而直线上升，速度无限接近光速时，质量趋向于无限大，需要无限多的能量。因此，任何物体的运动速度不可能达到光速，只有质量为零的粒子才可以以光速运动，如光子。
⑹ 人类还要到什么时候才能研究出光速或超光速宇宙飞船
美国能源部圣迪亚国家实验室拥有这部神秘的“Z机器”，据说它是目前世界上惟一一部可制造验证“超时空引擎”所需的巨大磁场的机器
只要能超越光速，时间将倒流，人们就能够回到从前。这是电影《无极》中的理论。
那么，光速能够被超越吗？爱因斯坦认为，不能！但在20世纪50年代，一位德国科学家海姆给出了肯定的回答。
半个多世纪过去了，以海姆理论为基础的实验论文突然被美国航空航天学会授予年度大奖，与此同时美国空军对能够超越光速的“超时空引擎”表现出极大兴趣。
还记得电影《星际旅行》中的“企业号”吗？还记得《星球大战》中的“千年隼号”吗？这些超光速宇宙飞船能够自由地穿梭在星际之间，瞬间跃入异度空间。电影是虚幻的，但现实中的科学实验其实一直在秘密进行。美国航空航天局(NASA)一直在人造卫星上试验这些科幻宇宙飞船所使用的离子引擎，并取得了初步成功。
“曲速”、“六维时空”、“反引力”、“子空间”、“时空跳跃”……这些究竟是伪科学还是未经证实的伟(大的)科学？神秘的“Z机器”将带给世人答案！
跳跃，进入超宇宙，这是最新一期的知名科技杂志《新科学家》的封面大标题。据《新科学家》报道，美国航空航天学会(AIAA)在其年会上，每年都会给各种优秀论文颁奖，获得2005年度“核能和未来航空”项目大奖的论文，描述了一种异想天开的的“超时空引擎”，这种引擎将使飞船以极快的速度飞行，从而进入另一个空间。安装了这种引擎的飞船，速度快到可以在几分钟内从地球飞抵月球。若进展顺利，5年后便能建造测试模型飞船。
5年内制造超时空引擎
问题是：“超时空引擎”这一概念是建立在未被证实的物理学理论上的。这种论文获奖，在学术上看来是否不够严肃呢？但美国航空航天学会可不这样认为，而且美国军方也开始关注这种“超时空引擎”的概念。此外，美国能源部圣迪亚国家实验室还声称，他们拥有的“Z机器”可制造推动引擎所需要的巨大磁场，因此将有兴趣进行验证。
德国萨尔茨吉特应用科学大学的物理学家豪泽与同事德勒舍尔共同撰写了这篇颇具争议的论文，探究“超时空引擎”制作的可行性，豪泽强调，这个课题与普遍物理学观点不尽相符。不过，美国空军对有关构思极感兴趣，豪泽本周与美国空军代表见面，他强调计划还处于相当初步阶段，若证明理论可行，5年后便可建造测试模型。
以50倍光速遨游宇宙
但是“超时空飞船”真的能离开地面吗？德国一位不怎么知名的物理学家(有人干脆认为他是科幻小说家)海姆早在上个世纪50年代就开始探索“超时空动力”的概念，当时他致力于弥合物理学界的一大鸿沟：牛顿力学和爱因斯坦相对论。海姆提出，强力磁场可制造引力场，以高速推动宇宙飞船。如果磁场够强大，宇宙飞船就可以进入一个比我们所在的时空更高的空间，以超高速行走。当磁场一消失，宇宙飞船就会重返现在的时空。在这方法下，宇宙飞船能以50倍光速的高速运行，只需5小时便可往返火星，到11光年以外的星体也只需80天。
海姆用“二度次空间”学说补充爱因斯坦四维时空说，因此，宇宙就变成了六维时空。在海姆看来，万有引力和电磁力可以互相转化，因此旋转磁场将削弱地球引力，从而使得飞船能够离开地面。
当海姆于1957年公开发表自己的理论时，也曾轰动一时。但是海姆不久就从公众视线中消失了，因为他听从投资人路德维希的建议，深入拓展了自己的理论，结果开始研究起宇宙的基本构成来。而海姆又坚持不学英语，因为他拒绝把研究介绍到国外。他1977年发表在德国学术杂志上的论文，也由于太过深奥，以致没人能看懂。海姆后半生就这样一直纠缠于新理论中的一些细枝末节。
空想还是科学期待验证
而这种所谓的“六维宇宙”或“反引力”学说，很多物理学家都表示没听说过或难以接受。但美国航空航天学会近日颁发的这个论文奖在物理学界引起了不小的震动，这一举动等于认可了海姆的部分学说。
多数学者认为，在目前的物质技术条件下，很难制造出那么巨大的磁场。但圣迪亚国家实验室的太空动力研究员罗格·雷纳德声称，他们目前拥有的一部X光发生器——Z机器——可以提供实验所需要的磁场。他说：“即使实验证明结论是错误的，在我看来，这也是个成功的实验。”
在2003年，也就是海姆去世后两年，他的部分量子物理学说被计算机模拟实验所证实。
“企业号”是美国著名科幻电影《星际争霸战》(又译《星舰迷航记》或《星际旅行》，Star Trek)中的一艘超光速飞船。“企业号”是在太空中组合建造的，有一个飞碟状的主舰身、一个雪茄形副舰身和两部曲速引擎。巨型碟形主舰身有11层甲板，是船员生活与工作的地方。“企业号”装备了两部“曲速”引擎，以正反物质反应为动力，能超越光速，航行范围除了物理上的距离之外，还有其他层次的距离。据电影描绘，“企业号”船员曾多次在时光中旅行，回到过去不同时期执行任务，也曾到达另一个与我们平行的宇宙中，与另一个自我接触。
企业号的各项重要装备
●曲速引擎——企业号的动力来自两部“曲速”引擎，其问世使人类超越了光速限制，而得以自由航行于星球之间。正如人类曾以马赫数衡量音速以上的速度一样，23世纪的人们以“曲速”等级来划分光速以上的速度。第一级曲速就是光速，之后每加一级，速度就增加一位。企业号最高可达十二级曲速，在十级曲速以上，时光会倒流。
●传送系统——企业号形体庞大不能登陆，只能在星球轨道上运行，所以其人员经常利用传送系统在企业号与地面之间往来。企业号的质能传送系统可将人员送至19500哩以内的地方。传送系统虽然便利，但也有其危险性。如果在传输过程中，或是在分解以及组合过程中发生问题，其结果将惨不忍睹。
●力场防护罩——23世纪太空战舰的必要配备，由密布舰身的发射器在舰四周形成一道由力场构成的防护墙，可抵御敌人的攻击。但开启力场防护罩会消耗不少能量，不能一直使用。
曲速航行原理
爱因斯坦提到所谓的“四维空间”模型。我们所身处的三维宇宙空间也会向第四维(时间轴)弯曲，就好像二维空间的平面向三维空间弯曲，而形成一个球形。
把我们所身处的宇宙想象成这样的一颗球，只不过是向时间轴弯曲而不是向Z轴弯曲。我们所处的空间即是球体的最表面，而从表面往球中心点算进去，就是所谓的子空间。事实上，除了利用子空间场外，一些高密度的星体周围的重力场也会将星体压向宇宙中心点(宇宙模型球体中心)。
如图，假设从a点到b点距离为1800万公里，飞船的飞行速度为10万公里/秒，那么所用时间就为1800/10=180(秒)。
假设从A点到B点距离为9000万公里，那么飞船从A点到B点的速度就是9000/180=50(万公里／秒)。
从结果可以看出，虽然飞船一直以未超越光速的10万公里/秒飞行，但它从A点飞到B点的速度却为50万公里/秒，已经超越了光速。
这就是利用时空扭曲和时空跳跃达成的超光速飞行。而进行时空跳跃则需要巨大的力场，目前的观点认为强磁场将提供这个力场。
“曲速”就是利用强磁场所产生的子空间力场，让光速的物理限制从真实空间移往子空间来计算。过程如图所示分为几个阶段：
第一阶段，飞船在A点起飞并开始加速；
第二阶段，飞船利用强磁场所产生的力场，向子空间跳跃，来到a点；
第三阶段，飞船在子空间飞行，从a点飞抵b点；
第四阶段，飞船取消强磁场，跳跃回正常空间，来到B点。
名词解释
牛顿宇宙
“牛顿宇宙”是一个绝对的、精确的世界，所有物质、整个宇宙都由各种客观存在的粒子构成，不论过去、现在和未来，时间都以固定的速度流逝；因果关系就像上帝的戒律一样严格，绝无例外，未来可以完全由过去来预测。
爱因斯坦宇宙
在爱因斯坦相对论中，时间和空间都具有延展性、可变性，宇宙是四维的：三维空间加时间——巨大的质量所产生的引力能够扭曲这四个维度。地球周围的重力场就是被扭曲空间的具体体现，在这个球形场中可观测到“运动中的时钟变慢”现象。更进一步地说，按照爱因斯坦的量子物理学，次原子尺度上那种复杂的不确定性使得从过去预测未来变得不可能，确定性在这里被概率所代替。
⑺ 人类的飞机什么时候能接近光速或超越光速
这个目前无法预测抄；物质越接袭近光速，它的时间流逝的就越慢。（相对于别的物质来说）。一旦物质等于光速，时间就会停止流逝。当然，越接近光速，所付出的能量也就成n次方的加大。要是真的超过光速了，理论上这个物质的时间就会出现倒流。（但问题是你就算是付出了无限大的能量，最多也是无限接近光速。连等于光速也不可能达到。所以理论上不可能。）
之所以光子，电子等基本粒子能达到光速吗，那是因为它们在零速度下的质量是零。所以才能达到光速。
其实有时候解释也是很简单的,在空间物理里,空间和时间是密切联系的.我举个例子,大概就能明白这是为什么了.就拿太阳光来说吧,由于太阳光到达地球用时是8分23秒,换句话说,见到的太阳永远是8分23秒前的太阳.光是以光速来传播的,因此在空间物理里,距离有时用时间来表示啊,比如说很熟悉的光年.光年是光有一年的距离.既有时间又有空间在里面.剩下的问题就是解决超过光速的问题了.你应该划一个时间轴,你站在现在这点,太阳在8分23秒前,如果超过了光速的话,那么不就是看到了8分23秒前的太阳了吗?所以要是超过了光速,时间就会倒流.在广义相对论里,是不允许超过光速的。
⑻ 人类什么时候可以到达超光速
常规宇宙中，人类的能源不足以支撑超光速飞行，但是，也许以后可以发现折内叠宇宙，比如虫洞，弯容曲时空，然后抄捷径，走时空隧道，相当于实现了超光速飞行。
1994年，物理学家米基儿。阿库别瑞提出可用波动方式拉伸空间，使飞船前方的空间收缩而后方的空间扩张，飞船在太空里“乘”着空间的“波浪”前进。这个“波浪”的区间叫做“曲速泡”，里面是一块平坦时空。飞船在泡内并非真的在移动，而是被泡带着走，并不违反物理学中“光速最快”限制。目前还不知道怎样引发这样的波动，或是一旦引发了，飞船该怎样离开它。因此“阿库别瑞发动机”仍属于理论概念范畴。曲率引擎的原理是将空间拉伸，这与虫洞折叠空间正相反。有趣的是，近年来科学家发现，科幻片中的曲速引擎竟然并不违反物理法则。
⑼ 人类什么时候可以实现超光速飞行
常规宇宙中，人类的能源不足以支撑超光速飞行，但是，也许以后可回以发现折叠宇宙，答比如虫洞，弯曲时空，然后抄捷径，走时空隧道，相当于实现了超光速飞行。
1994年，物理学家米基儿。阿库别瑞提出可用波动方式拉伸空间，使飞船前方的空间收缩而后方的空间扩张，飞船在太空里“乘”着空间的“波浪”前进。这个“波浪”的区间叫做“曲速泡”，里面是一块平坦时空。飞船在泡内并非真的在移动，而是被泡带着走，并不违反物理学中“光速最快”限制。目前还不知道怎样引发这样的波动，或是一旦引发了，飞船该怎样离开它。因此“阿库别瑞发动机”仍属于理论概念范畴。曲率引擎的原理是将空间拉伸，这与虫洞折叠空间正相反。有趣的是，近年来科学家发现，科幻片中的曲速引擎竟然并不违反物理法则。
⑽ 按现在的科学技术，我们人类什么时候才能造出超光速飞行器
已经有朝光速实验了
现在各个发达国家包括中国的粒子加速器，对撞机。螺旋加速器里天知道在试验什么东东。这些装置会产生什么后果连操作的科学家都没有谱，那些物理奖大部分都是误操作引起的现象才发现新规律的