早在1994年，墨西哥物理学家米格尔·阿尔库比耶就提出了一种超光速飞行的太空旅行方式。他的想法不是让飞船加速穿越时空区域，而是收缩其前方的时空，并扩张其后方的时空。在这种情况下，飞船处于一个几乎没有加速的平坦时空气泡中。
支配这种行为的物理定律是爱因斯坦的广义相对论场方程。它们极其复杂。尽管如此，阿尔库比耶还是找到了允许这种超光速运动的解决方案，现在被称为阿尔库比耶引擎。
然而，这个解决方案伴随着重大的限制。例如，它需要负物质来支撑负能量密度。没有任何证据表明负物质可以存在，这使得这种设备是否能够工作产生了怀疑。另一个问题是维持这样的气泡，它倾向于崩溃，给飞船及其船员带来不幸的并发症。
气泡力学
正是这个问题引起了伦敦玛丽女王大学的凯蒂·克劳夫及其同事的关注。“据我们所知，没有已知的状态方程能够使曲速引擎度量保持稳定的配置，”他们说。相反，曲速气泡会分散或坍缩到一个中心点。“这种不稳定性产生了产生引力波的可能性，”他们指出。
有趣之处在于，物理学家们现在拥有能够探测到穿越宇宙的引力波的探测器。因此，克劳夫及其团队给自己设定了理解这种坍缩以及它对遥远观察者来说会是什么样子的任务。
这也提出了一个推测性的可能性，即我们可以观测到由某个遥远但先进的文明产生的曲速引擎气泡的灾难性坍缩。“从物理上讲，这可能与后曲速文明（假定）用来支撑曲速气泡免于坍缩的约束场发生故障有关，”研究人员说。
克劳夫及其团队首先模拟了曲速引擎气泡，使其坍缩，然后观察它对周围时空的影响。他们甚至制作了展示曲速引擎如何坍缩以及这如何产生向外传播的引力波的视频。
死亡信号
结果揭示了曲速引擎气泡灾难性死亡的信号。在这种情况下，坍缩会将物质（包括正物质和负物质）炸入太空。它还会产生我们已知的引力波。“我们看到一股引力波辐射从曲速气泡的坍缩残骸中离开，”研究人员说。
这使得这种事件有可能被观测到。不幸的是，对于物理学家来说，由航天飞机大小的曲速引擎产生的引力波的频率将过高，无法被当前一代的探测器观测到。它们可以探测到由黑洞和中子星碰撞等更大事件产生的低频波。“对于一艘1公里大小的飞船，信号的频率远高于现有探测器所能探测的范围，因此目前的观测无法限制此类事件的发生，”他们说。
当然，克劳夫及其团队承认，通过监听灾难性坍缩的曲速引擎的回声来探测先进文明的想法是高度推测性的。但没有什么错能阻碍以梦想，即使是奇特的梦想，来驱动的优秀科学。
有趣的是，一个正常工作的曲速引擎不一定会产生引力波，因此无法以这种方式被观测到。这意味着确认它们存在的唯一其他方法是，如果它们的主人驾驶着一个来到这里。那将是一个撼动地球的事件。
参考: 前所未见：来自曲速引擎坍缩的引力波形 : arxiv.org/abs/2406.02466
