“曲速”时空的基本限制

“曲速”时空作为“思想实验”颇有用处，迫使我们直面广义相对论的基础，并尤其精确地表述“超光速”通讯的概念。我们验证了 Alcubierre 与 Natario 曲速时空对经典能量条件的非微扰违背，并将线性化引力应用于弱场曲速，检验到非相对论曲速泡速度的一阶与二阶的能量条件。我们主要关注曲速的一个先前未被评述的次要特征：若其可被建造，曲速将是“无反作用驱动”的一例。对于 Alcubierre 与 Natario 曲速，我们发现显著能量条件违背并非仅是高速效应，而是即便在任意低速下违背仍持续存在。此构造的一个有趣特征是，现在可将有限质量飞船置于曲速泡中心，并将曲速场能量与飞船的质能相比较。在 Alcubierre 原始版本的曲速场中无望这样做，因为按定义曲速泡中心的点沿测地线运动且“无质量”。即在 Alcubierre 原始形式与 Natario 形式中飞船总被当作测试粒子，而在线性化理论中我们可将飞船当作有限质量物体。对于 Alcubierre 与 Natario 曲速，我们发现即便在低速下存储在曲速场中的净（负）能量也须占飞船质量的显著份额。