【2】超光速（推衍设定）
超光速究竟是什么？
为什么超光速的存在违反了因果关系，并暗示了时间旅行可行？
为什么一旦形成超光速就意味着形成CTC（封闭类时曲线）？
为什么光速与因果关系紧密相连？
如何将光速与因果关系解耦？
有哪些超光速方式？其建立于何种基础之上？需要什么？
以上问题都将在接下来的内容中得到统一解答。
……
超光速究竟是什么？
在本书中，超光速被定义为物质与信息以比光速更快的速度传播。
而狭义相对论意味着只有静止质量为零的粒子（即光子）才能以光速传播，而没有任何东西可以传播得更快。
那么，狭义相对论究竟是怎么规定了只有静止质量为零的粒子（即光子）才能以光速传播，而没有任何东西可以传播得更快的呢？
首先，狭义相对论建立在‘光速恒定’（洛伦兹对称性）这个公设（公设的含义是：没有道理、无法进一步解释、触及最基本）下，且光速恒定已经通过理论与实际验证证明且有实际应用，钟慢尺缩（卫星定位修正）、质能方程（核弹）。
那么，爱因斯坦究竟是出于什么样的目的基于‘光速恒定’这一公设而推导出狭义相对论，以及相对论中钟慢尺缩这一效应的呢？
想要明白这个问题，我们需要先理解什么是‘光速恒定’，然后理解基于‘光速恒定’推导出的钟慢尺缩效应。
‘光速恒定’是指：在与你同向的位置上放置一个激光器，将激光器开启的同时你也加速至光速（实际不可能，除非你的静止质量也为零），那么你理应看见和你齐头并进的光，可实际情况是，在你看来，光依旧保持三十万公里每秒的速度离你而去。可在外界观察者看来，你确实和光保持同样的速度齐头并进。
这究竟是为什么？
接下来就轮到钟慢效应登场了。
钟慢效应是指，如果你越接近光速运动，那么你的‘时间’在外界看来就是越来越接近静止的，如果你以光速运动，那么你必定完全静止。
这便是为什么，在地球看来你与光齐头并进的缘故，因为光子也是以光速运动且完全静止的，你实际上是变成了一颗人形光子，此时的你和光子相对地球来说共用同一个参考系，因此你和光子齐头并进。
但在你自己看来，你的‘时间’流速保持不变，反而是外界的‘时间’流速越来越慢，直至接近静止。
此时你和光子之间可不共用一个参考系，对你而言，光子现在和地球共用同一个参考系，光子和地球都以光速远离你，并且陷入绝对静止中。
虽然方向不同，但他们都是‘齐头并进’的，这和两个背靠背的手电筒一样，虽然相背而行，可它们之间的速度不是两倍光速，依旧是30万公里每秒。
那么问题来了，为什么地球-你之间的速度是30万公里每秒。光子-你之间的速度也是30万公里每秒，地球-光子之间的速度为什么不是相加为60万公里每秒，而是依旧保持30万公里每秒呢？
因为狭义相对论认为没有一个特权参考系，所有参考系之间都是相对的，因此不能将参考系之间测得的数据简单地相加，如果非要把光子-你，你-地球之间的速度相加，这样做就不‘相对’了，因为你变成了特权参考系，可光子和地球之间只需要有相对速度而已，完全用不着你这个特权参考系的存在。
而这个参考系之间相对速度的极限值就是C-光速——30万公里每秒。
因此，你、地球、光之间都严格保持30万公里每秒的速度互相远离。
毕竟，光速不相对于光源的运动而变化，也不随着观察者的运动而变化，光速不相对任何事物的变化而变化，光速是绝对不变的，永远恒定的。
这也是为什么爱因斯坦在后期想要把相对论的名字改成绝对论的缘故。
需要注意，这里说的光速是指那个速度上的极限值，这个极限值不与任何事物挂钩。与时间相挂钩且会发生变化的是速度，不是这个速度上的极限值。光子只是触碰到了这个极限速度，因此光速被当作这个极限速度的代名词。
在物理学上，光速这个速度的极限值的真正含义是无限，只是它在数学上不写作无限，而是写作C-光速，也就是30万公里每秒。
为什么光速是30万公里每秒？如果光速这个速度的极限值的真正含义是无限，那它怎么可能是一个有限的数字？
光速为什么是30万公里每秒？
很不幸，它是没有道理，无法进一步解释，触及最基本的问题，没人知道为什么。这个结果也无可置疑，因为大量事实证明了这一点，而且随着技术的进步，它也变得越来越精准。
与光速恒定性有关的测量通常指比较两束光束相对于地球在其轨道上的运动沿不同方向传播的速度。这种经典的实验是 1887 年左右进行的迈克尔逊-莫雷实验。
然而，迈克尔逊-莫雷实验本身不足以证明光速的恒定性。1949 年，加州理工学院著名的相对论者 H. P. Robertson 证明，需要三种独立类型的实验才能确定光速绝对是恒定的命题。这三个实验检验了以下三个假设：
1. 光穿过给定距离然后返回其原点所需的总时间与光束的传播方向无关。
2. 光束穿过封闭路径所需的总时间与光源和观察者的运动无关。
3. 移动光源的频率会受到时间膨胀因子的影响，该时间膨胀因子在某种程度上取决于光源相对于观察者的速度。
这三种说法都已通过上个世纪的数百次实验得到验证。迈克尔逊-莫雷实验仅检验第一个。肯尼迪-桑代克实验（1929 年）是检验第二个，而艾夫斯-史迪威实验（1938 年）检验第三个。
病态般偏执的物理学家将实验精度推高到10^14的量级，这真的没什么可说的了，如果你还有问题可以找那帮物理学家。
不过，光速这一速度上的无限值为什么是一个有限的数字倒是可以解答的，但它最终会追溯到一个触及最基本的问题，一个‘无法解答’的问题——‘时间’。
光速这样一个速度上的无限值为什么是一个有限的数字？
是因为它还隐含了一个重要的公设没有说，速度与‘时间’密不可分。
速度与时间是和绝对零度一样的存在，温度的基础是热运动，你不可能让一个完全停止热运动的东西继续冷下去，难不成它应当表现出某种‘负运动’？
而速度与‘时间’密切相关，速度越快，‘时间’就越接近静止，你不能让一个静止的‘时间’变成负的。毕竟速度已经无限快了，这个无限的真正含义是极限，它到底了，你不能让无限快继续快下去，那没有意义。
（虽然在数学上有负时间这一概念，而且负时间是有意义的，但在此不考虑，对于时间的分析将在后面进行，这也将成为实现真正超光速的重要突破口）
因此，光速被限定在30万公里每秒，变成这个宇宙的一个玻璃天花板，任何试图靠近她的人，离得越近，身上的时间就流逝得越慢，一旦触碰到她，就会被彻底冻结。
这也是爱因斯坦相信自然神论的重要原因，在1929年，在回答美国犹太领袖拉比赫伯特·高德斯坦时，爱因斯坦说道：“我相信斯宾诺莎的神，一个通过存在事物的和谐有序体现自己的神，而不是一个关心人类命运和行为的神。
当然，这不代表爱因是个虔诚信教的人，对此他有专门的声明：
你所读到的关于我的宗教观的信息当然是个谎言，一个系统地重复着的谎言。我不相信人格化的上帝，我从未否认这一点，而且都表达得很清楚。如果在我的内心有什么能被称之为宗教的，那就是，对于我们的科学所能够揭示的世界结构，对于这世界结构的无垠的敬仰。
面对这样一个诡异的铜墙铁壁，一个无可撼动的常数从生到死主宰着我们的生活与未来，很难让人不去相信某些超越的存在，或许，这些无可撼动的常数就是它们本身。
如果你想说修改规律什么的，还是别提了为妙，（三体与xeelee对吧？我知道你们想说什么）现代物理学建立在对称性理论的基础上，物理学的对称性理论是描述物理定律在某些变化下保持不变的基本原则。
以下是两个决定修改规律（哪怕是局部）是软科幻的对称性理论。
1. 时间平移对称性
物理定律不依赖于特定的时间点。如果一个物理系统在某一时刻遵循特定的物理定律，那么在任何其他时间点也同样适用。
2. 空间平移对称性
物理定律不依赖于特定的空间位置，换句话说，自然定律在不同的空间点上保持相同。
（也就是说，所有的物理规律在任何时间任何地点都必须保持相同，关于对称性理论的完整部分请看对称性理论部分。）
它们都是公设，是无可置疑，触及最基本的。
如果你在今后的工作与学习中研究出了这样一个无可置疑，触及基本的公设，或是推翻任意一个，那未来的人类群星闪耀时绝对会有你的名字（拥有被未来手游厂商娘化的机会，快去试试吧。）等到那时，你完全可以骄傲地宣称，人类对未知的边界又被厘定一分，不可知的事物又永久地少了一份，而你是第一人。
最后，爱因斯坦究竟是出于什么样的目的基于‘光速恒定’这一公设而推导出狭义相对论，以及相对论中钟慢尺缩这一效应的呢？
这要追根溯源到将电与磁统一起来的麦克斯韦方程组，电与磁是超距作用，它们之间转换的速度应当是无穷大才对，但麦克斯韦方程组给出的解释却是，电磁转换有一个速度，即光速。
通过对麦克斯韦方程组的推导，可以得出光速的准确数值，30万公里每秒，与现实测定一致，根据这个解释，麦克斯韦得出结论，光也是一种电磁波。
而波是一种震动，波的传播应当与介质有关，以太的概念被人再次从垃圾堆里翻出来摆上台面，当时的科学家认为光的传播速度是相对以太而言的，以太看不见摸不着无质量，但应当可以通过实验验证，这个实验叫迈克尔逊-莫雷实验，它毫无疑问地失败了。
为了解释这个实验的结果，洛伦兹提出了洛伦兹收缩理论，也就是在以太里运动，物体会沿着运动方向收缩。具体的收缩公式是洛伦兹变换，而这将成为下一个问题的核心公设——洛伦兹变换/度规。
至于为什么狭义相对论的核心公设会以洛伦兹的名字命名，而不是爱因斯坦，是因为洛伦兹先做了洛伦兹变换方程，但他从未完全理解这些方程式。
如果他有的话，洛伦兹就会成为相对论的发明者。但洛伦兹从不相信方程式告诉他的东西——时间在两个参考系中可能不同。他拘泥于古典思维方式，在这种思维方式中，时间对所有观察者来说都是一样的。
而爱因斯坦摆脱了这种古典思维的制约，进而成就天才。而且爱因斯坦他得到了杰出数学家赫尔曼·闵可夫斯基（Hermann Minkowski）的帮助。
为什么后者会帮助爱因……因为他是爱因斯坦的老师。
闵可夫斯基提出了这样一个概念，闵可夫斯基时空，它是在没有引力的情况下对时空的主要数学描述，将惯性空间和时间流形组合成一个四维时空模型。
它真的很复杂，而且反直觉，比如说：时空不均匀，你看见的线段长度不是‘真实’的长度，越长的线段反而在数字上越短。
图片如下
该模型有助于说明任意两个事件之间的时空间隔如何独立于记录它们的惯性参考系。更多的不作赘述，你只需要知道在相对论中闵可夫斯基时空是个好用的工具，而我们接下来会用到它，我们接下来要构建的坐标就是闵可夫斯基坐标。
总结：由于麦克斯韦方程组统一了光、电、磁、根据推导结论，一个原本应当为无限的电磁转换速度被测定为绝对不变的30万公里每秒，得出结论，‘光速恒定’而那时的人们不信，认为光速不恒定，有以太的存在。
验证以太存在的迈克尔逊-莫雷实验失败，其反而验证了结论‘光速恒定’的正确性，为了解释光速恒定这一结果，洛伦兹提出了洛伦兹收缩理论，该理论的核心工具是洛伦兹变换，而洛伦兹不理解洛伦兹变换的真正含义，‘速度会导致时间变化’，为了解决上述问题，爱因斯坦突破了旧思维，进而基于洛伦兹变换推导出狭义相对论。
……
为什么超光速的存在违反了因果关系，并暗示了时间旅行可行？
这要引入一个新问题——双生子佯谬与洛伦兹变换/度规
假设你以近光速离开地球，在地球上的人看来，因为你以近光速运动，你的速度更快，所以你应当更加年轻，毕竟你的时间变慢了。
可在你看来，因为相对论的‘相对’，地球实际上也在相对你以近光速运动，地球的时间也变慢了，那应当是留在地球上的人更年轻，毕竟地球的时间变慢了。
可如果你真的回到地球验证结果，你会发现地球上的人实际上比你更老。（已被验证过，1971的原子钟环球航行实验）
这个结果似乎与狭义相对论矛盾，但完全不是。
那么，为什么会这样？
这需要用洛伦兹变换来转换地球与你的世界线
（世界线-World line，并非命运石之门里面的世界线，两者并非同一概念，World line反映了一个个事件在时空中形成的轨迹，因此叫做世界线，命运石之门的世界线概念更接近平行世界/多世界诠释的概念。）
首先，我们需要将地球与你的运动按照时间进行切片，以纵（竖）轴为位移，以横（平）轴为时间，这样一个坐标系就建好了。
在这个坐标系中，将地球放在零点，地球没有位移，但经历了时间，因此地球的世界线是垂直于横轴的一条线，它与纵轴重合。
而你的世界线则是一条斜线，因为你有位移，也经历了时间的变化，
对地球来说，你向前运动，对你来说，地球向后运动。
如果将你的参考系作为纵轴，那么地球的世界线便向后倾斜，这个参考系转换的过程叫做变换。
要从地球参考系变换到你的参考系，我们需要将纵轴上每个数字减去这段时间中的位移，在不同参考系之间，变化的只是相对于参考系而言的数字，这些数字背后代表的实际物理过程、物理规律并没有发生变化。
在这一过程中，变化的只有纵轴的位移，时间并没有发生变化，位置变化而时间不变叫伽利略变换，但它显然不能满足我们的需求，毕竟我们不能让光速与运动发生变化，我们只能让‘时间’变起来，也就是洛伦兹变换。
而洛伦兹变换是整个狭义相对论的核心，根据洛伦兹变换，我们才能证明在高速运动情况下，‘时间’与空间都是相对变化的。
通过洛伦兹变换，我们可以推导出这样一个结果。
在最开始，双方的时间同样变慢，但因为你始终要回到地球这个参考系，也就是说你必将有一个转折，而重点在于返回的转折，在这个转折中，你的时间发生了‘丢失’（虽说‘丢失’但实际上更像是你的时间陷入静滞，地球的时间流逝骤然加快）所以等你回到地球时，你会更年轻。
你丢失的时间就是红蓝两线之间的V形部分，见下图
有些人在解决这个佯谬时会认为狭义相对论并不能够用于加速中的物体，而只可使用广义相对论，这是不正确的。
毕竟上述方法就是通过求时空间隔（spacetime interval）在他们任何一个惯性系中所行走的时空路径（这些路径被称为世界线）上的积分来准确地计算出来的。只有当重力的影响不能被忽略时，狭义相对论才变得不适用，这时就真的需要用到广义相对论。
那么，让我们来讲讲闵可夫斯基空间，之前已经说过了，闵可夫斯基空间的时空不均匀，你看见的线段长度不是‘真实’的长度，越长的线段反而在数字上越短。
上图是一个三角形，地球的世界线是三角形的底边，你的世界线是三角形的两个斜边，在欧氏几何中，三角形的两条斜边之和必然比底边长，但在闵可夫斯基空间中，越长的线段实际上越短，三角形的两条斜边之和必然比底边短。
这证明了你必然比地球上的人年轻。
那么，为什么要讲这个双生子佯谬与洛伦兹变换呢？
原因很简单，从洛伦兹变换可以延伸出洛伦兹度规。
洛伦兹度规（Lorentz metric）是相对论中用于描述闵可夫斯基时空中点之间间隔的一个概念。它是伪黎曼度规的一个特例，并且在狭义相对论中起着核心作用，洛伦兹度规确保了光速在所有惯性参考系中保持不变。
洛伦兹度规允许我们定义四维时空中两点之间的“距离”（更准确地说是“间隔”），同时考虑到时间与空间的不同维度，并确保相对论原理得到满足。
洛伦兹度规的一个重要特征是光锥结构，它决定了因果关系：任何物理事件的影响只能传播在光锥之内，这意味着没有超光速信号或影响的传递。
接下来我们可以回到开始的那个问题上了。
为什么超光速的存在违反了因果关系，并暗示了时间旅行可行？
因为洛伦兹度规规定了光锥结构，决定了因果关系不能超过光速，只能在光锥内传播，因此超光速违反了因果关系，并暗示时间旅行可行。
……
为什么一旦形成超光速就意味着形成CTC（封闭类时曲线）？
这是一个硬科幻小圈子里经常用来拷打太空歌剧爱好者的问题。在硬科幻圈堪称典中典，如果你不知道，看完之后也能宣称自己是‘硬科幻大手子’了。
首先，我们要来简单解释一下什么CTC（封闭类时曲线）
闭合类时曲线（CTC）是洛伦兹流形中的时空物质粒子的世界线，它是“闭合的”，它的结束返回到其起点，你可以将其简单理解为穿越回过去的时空结构，毕竟封闭类时曲线就是时间旅行的术语化描述。
既然之前已经说了洛伦兹度规规定了光锥结构，决定了因果关系不能超过光速，只能在光锥内传播，因此只要实现某种形式的超光速就能构造出一条封闭类时曲线，从现在回到过去。
就假设你乘坐瞬间抵达的跃迁飞船或是虫洞什么的东西瞬间来到4.37光年外的南门二（半人马座α星），依照因果关系不能超过光速这一论断，你实际上是来到了4.37年以前的南门二（半人马座α星），如果你现在就往回走，那你会回到8.74年以前的地球。
所以说超光速违反了因果关系，并暗示时间旅行可行。
因此硬科幻爱好者经常用CTC来羞辱太空歌剧爱好者，戏称他们一直在拿黄金垫脚，毕竟你能超光速就意味着你能穿越回过去，这就违反了时间平移对称性。（时间平移对称性：物理定律不依赖于特定的时间点。如果一个物理系统在某一时刻遵循特定的物理定律，那么在任何其他时间点也同样适用。而时间平移对称性根据诺特定理与能量守恒定律密切相关。例如，地球绕太阳公转的动力学方程在任何时间点上都有效，这意味着能量在整个过程中守恒。）
违反时间平移对称性就意味着没有因果关系，整个物理学的结构就会崩溃。因为原因必须先于结果，否则就不可能做出预测（物理定律就是一种预测）。
你永远不会被资源困扰，毕竟你完全可以通过穿越回过去这一过程刷出无限的物质（你穿越回过去后就多出来你这一个人的质能，这严重违反时间平移对称性与质能守恒定律）
然后你可以把你超光速的技术手段交给这个八年前的你，让他去开发跃迁飞船或是虫洞发生器，这下就形成了一个完美的时空环，因即是果，果即是因。
如果允许CTC就意味着整个小说的剧情将会变成癫狂的超时空互撅，这简直是灾难般的场景，该方面的典型例子就是《xeelee》。而且这毫无意义，毕竟你已经资源无限了，还打什么太空战呢？你能回到过去，你的敌人也能回到过去，胜负输赢对你们也没关系了，除非你们就只是想来一场酣畅淋漓的超时空互撅。
……
为什么光速与因果关系紧密相连？
如果你们没有跳过之前的内容的话，相信看到这里你们已经可以相当自如地解答道，因为洛伦兹度规规定了光锥结构，决定了因果关系不能超过光速，只能在光锥内传播，所以它们紧密相连。
好了，如果在这里停下来的硬科幻爱好者会狂喜，而愤怒的太空歌剧爱好者会考虑‘天诛国贼’，某些歌剧人可能会嚷嚷着，异议！
好吧，我们确实有办法将光速与因果关系解耦，或者在不破坏因果关系的情况下超光速，但后者通常有很严重的问题，歌剧人大多不会喜欢的，但我依然会讲就是了。而此时肯定有硬科幻爱好者拿着狭义相对论的教科书以及各种论据证明不可能比光更快，物理物体或信息被禁止以比光速更快的速度传播，只有几何图案或视运动则完全不受大小限制
我们先解决这些问题。
因为物体的质量随着光速的接近而无限增加，所以必须提供不断增加的能量来维持其加速度，即使达到光速也需要无限的能量。而且，任何速度，无论多么大，当加上光速时，都只能给出光速。因此，没有物体的传播速度能超过光速。
这个论点，以及使用接近光速的时间速率、长度尺度、光障等发散的相关论点，已经被推翻了很多次，因为完全没有必要以光速穿过空间，只需要以常规速度穿过爱因斯坦场方程的特殊解-虫洞就可以，用不着费力把自己在常规空间中加速到光速。
二、由于洛伦兹因子在超光速速度下变为虚数，因此在该范围内的结果在物理上是没有意义的。因此，没有任何东西可以超过光速。
这仍然无效。在物理学的数学表达式中，虚数或复数因子的出现不应受到反对（实际上，它们经常出现）。只有实际的物理测量需要有真实的结果。
重要的只有一个——因果关系。
……
如何将光速与因果关系解耦？或在不破坏因果关系的情况下超光速？
先说不破坏因果关系的，有平行宇宙、一致性保护、受限时空区域、特殊参考系四种。
平行宇宙就是说超光速不仅超越了时空，还超越了宇宙，跑到另一个地方去了，因此你干掉你爷爷不会触发祖父悖论，只是这个宇宙里的你肯定不存在了。
一致性保护就是说宇宙包含某种内置机制，因此我们事件列表中的某些事件是不允许发生的。（世界线收束，看过命运石之门的肯定看懂了，没看懂的去看命运石之门——真由理的怀表又停了呢~好奇怪呀，明明刚刚才上过发条的。）
简单讲就是，一个活的人必须活，死的人必须死，宇宙有一只眼睛一直在看，你改不了。（冈部伦太郎：欺骗世界！启动！）
受限时空区域
这是对一致性保护理论的延伸，它只针对超光速穿越时空的这一过程，以限制超光速穿越时空或传达消息，从而解决的悖论产生。它和上一个没什么太大区别，只是限制得更加具体，让人觉得这个宇宙有什么大病。
特殊参考系
这是最逆天的，他是受限时空区域的延伸！通过定义一个特殊参考系的存在来解决问题，虽然解决堪称完美。
但一个摞一个的补丁已经让人感到恶心了，摇摇欲坠都不能用来形容它，它更像……某种屎山，奥卡姆剃刀就该这时候发挥用场。
后面三个是诺维科夫自洽原则的例子，很没新意的东西，就是通过各种手段不让你改变过去，过于粗暴，毫无美感。
虽然在一些最新的新闻中，物理学家Daniel Greenberger（丹尼尔·格林伯格）和Karl Svozil（卡尔·斯沃齐尔）已经证明量子力学定律强制执行一致性保护。他们坚持认为，回到过去的时间旅行者不能改变过去（即，过去是决定性的）。这是因为量子物体有时可以充当波。当他们回到过去时，各种概率会进行破坏性的干扰，从而阻止任何事情的发生与已经发生的事情不同。
论文是这个——Quantum Theory Looks at Time Travel.Daniel M. Greenberger, Karl Svozil量子理论着眼于时间旅行.丹尼尔·格林伯格 （Daniel M. Greenberger），卡尔·斯沃齐尔 （Karl Svozil）
喜欢被文字、图表、算符**眼睛的可以去看。
而且，重点来了，上述四个都没法解决一个问题，能量守恒定律，必须让光速与因果解耦才能真正解决问题，否则只会把屎山堆高。
好了，接下来我们可以放心大胆地让光速与因果解耦了，毕竟我们也没别的办法了。
首先，我们有找到证明超光速存在的某些证据来为我们打开突破口，依照物理学大胆假设小心求证的传统，我们来找找有什么支持的依据。
呃……好像不是很多。虽然我很想提量子隧穿、宇宙退行速度、大爆炸中的迟子-超光速子对称性、量子选择延迟擦除这几个挺著名的玩意。但我觉得这几个都不怎么靠谱，不能算什么证明。
但剩下都挺硬核，有相对论劲敌——量子力学给出的ER=EPR猜想。也有广义相对论的特殊解——爱因斯坦·罗森桥/虫洞（什么叫我杀我自己，这就是！毕竟ER=EPR里面的ER就代指爱因斯坦-罗森桥）
第一、爱因斯坦场方程的特殊解——虫洞。
虫洞不违反广义相对论，在理论上也没什么问题，毕竟它是爱因斯坦出于个人倾向推导出的结果，爱因不喜欢一个解释不了的奇点，就把两个互相翻转的黑洞连了起来，消除了奇点的存在，虽然维持可穿行虫洞需要那个不知所谓的负能量，但负能量也是有的（卡西米尔效应），就是不知道怎么搞的可利用的量级。
但在数学上，虫洞确实是可行的，如果你看过《星际穿越》那应该会很熟悉这东西，非常酷。
第二个是ER=EPR理论/量子纠缠
量子隧洞的核心理论ER=EPR究竟是什么？
在物理学里，ER=EPR猜想表明，两个量子纠缠的粒子彼此之间的连结是一个虫洞（爱因斯坦-罗森桥）。“ER”是英文“Einstein–Rosen”（爱因斯坦-罗森）的简写，指的是爱因斯坦-罗森桥，其主要论题为连接两个黑洞的隧道的存在的可能性。“EPR”是“Einstein–Podolsky–Rosen”（爱因斯坦-波多尔斯基-罗森）的简写，指的是爱因斯坦-波多尔斯基-罗森吊诡，其主要论题为两个微观粒子彼此之间的量子纠缠关系。ER=EPR猜想意在揭露时空几何、量子场论、量子信息理论这几个学术领域彼此之间的关系。
2013年，斯坦福大学教授李奥纳特·萨斯坎德与普林斯顿高等研究院教授胡安·马尔达西那共同提出了ER=EPR猜想。 他们提议，连结一对黑洞的无法钻探的虫洞，即爱因斯坦-罗森桥，等价于这对黑洞的最大纠缠。
作者进一步推动了这一猜想，声称任何纠缠的粒子对——即使是通常不被认为是黑洞的粒子，以及具有不同质量或自旋的粒子对，或电荷不相反的粒子对——都由普朗克尺度虫洞连接。这个猜想导致了一个更大的猜想，即空间、时间和引力的几何是由纠缠决定的。
量子纠缠的具体问题。
量子信息的传递可以超光速【不是经典信息，经典信息可能永远也没法通过量子纠缠的形式传递，但谁能说得准呢？笑。毕竟根据ER=EPR理论，虫洞可能跟量子纠缠有关，甚至在某种程度上是等价的。】
量子纠缠能超光速是因为量子纠缠是一个整体量子态不能分解成局部量子态乘积的系统，也就是说它的局部系统不是孤立的，进一步可以推导出局部系统一直互相关联，再进一步可以推导出局部系统之间能超光速互相影响。
在纠缠中看到的非局部相关性实际上不能用于以比光更快的速度传输经典信息，因此相对论因果关系得以保留。这种情况类似于分享同步抛硬币，第二个抛硬币的人总是会看到与第一个人看到的相反的东西，但两者都无法知道他们是第一个还是第二个抛硬币者，而无法进行经典交流。
重点在于，上述两个存在都严重削弱了光速与因果之间的联系，凭什么就认为一定是光速决定了因果传递的速度呢？
……
量子力学认为，某些类型的遥远事件之间存在很强的相关性（量子纠缠），这种相关性可以计算和测试。
爱因斯坦场方程的特殊解认为，我们有可能构造出一个超时空结构，至少在数学上完全可行。
局部现实原理认为，遥远事件之间的相关性必须小于某个极限值（贝尔不等式）——在某一点发生的事件，不可能立即影响到另一点。换句话说，信息不可能比光速更快。
1964 年，约翰·斯图尔特·贝尔 （John Stewart Bell） 提出了贝尔定理，这种不等式如果在实际实验中被违反，则意味着量子力学违反了局部现实原理。而后，贝尔测试开始了，
贝尔测试，也称为贝尔不等式测试或贝尔实验，是一种真实世界的物理实验，旨在测试量子力学理论与阿尔伯特·爱因斯坦的局部现实原理概念的关系。测试现实世界是否满足局部现实原理，这需要存在一些额外的局部变量（称为“隐藏”，因为它们不是量子理论的特征）来解释光子和电子等粒子的行为。
截至 2015 年，所有贝尔检验都发现，局部现实原理的假设与物理系统的行为方式不一致。（贝尔：man·局部现实原理out）
因此，局部现实理论是错误的。
或者，局部现实理论的至少一个前提必须是错误的。
局部现实理论有三个必要前提，而且相当重要。
一、现实主义：人类观察到的现象是某种物理现实的结果，而且这种物理现实的存在独立于人类观察，不以人类意志的转移而转移。
二、可知论：思维能正确认识存在，物质和意识具有同一性，思维的归纳推理毫无疑问地有效，因此可以从一致的观察中得出合理的结论。
三、爱因斯坦可分离性假设：光速与因果有必然联系，没有任何一种影响的传播速度比光快。
究竟谁是错的呢？好难啊……（笑），如果你不是什么唯心主义大神或不可知论爱好者，那现实主义与可知论就没什么问题，让我们来依次考虑这些前提，看看究竟放弃哪个更离谱。
第一、现实主义：这一学说是科学探究的根源。我们相信在我们自己之外确实存在一个世界，事件有原因，认为物理对象具有客观的存在和属性是有意义的。没有现实，不仅科学变得毫无意义且没有任何存在的必要。
你，我，其他所有人，这个世界都变得毫无意义，且没有任何存在的必要，你和我都是这缸中之脑的模拟存在，我们现在最该做的是当场毙了自己，从这个没有脱出键的烂游戏退出去，
不论一个人世界观与哲学观多么唯我论多么的唯心主义，他的行为都会坚持现实主义。意志能改变现实吗？看看朝鲜吧，眼里放光，但肚里空空。
第二、可知论：如果你不是克苏鲁爱好者之类坚持不可知论的存在，那这一切简直是不言而喻的，思维必然能正确认识存在，物质和意识必然具有同一性，思维的归纳推理毫无疑问的有效。
如果思维不能正确认识存在，那我看到的难道是什么隐藏于现实帷幕之下的亚空间混沌之海吗？如果物质和意识没有同一性，那就意味着意识完全可以独立存在。（我知道了，你想说21克灵魂对吧，如果你真的相信这个，并且对现实不满，大可现在毙了自己转世投胎，如果你真信，干嘛不试试，如果你认为死亡会丢失记忆，而记忆是组成你的重要部分，那干嘛要有灵魂？）
思维的归纳推理毫无疑问的有效，如果它不有效，那就不可能有科学，而且，不论是量子力学还是相对论，它们都建立在现实主义和归纳法的基础上。
第三、爱因斯坦可分离性：光速与因果有必然联系，没有任何一种影响的传播速度比光快。这被认为是基于因果关系的真理，但与前两个前提不同的是，它没有直接的直观主张。在本文中，我们已经看到，传播速度超过光速的影响不一定违反因果关系原则，因此，这个前提的基础已经被削弱了，它的置信度最低。
总而言之，我们可以声称现实主义、可知论、因果关系在直觉上是正确的，但爱因斯坦可分离性（光速与因果有必然联系）只是一个有待检验的假设，而它是置信度最低，最有可能是缺陷/错误的。
一些读者可能认为这种说法过分，宁愿否认现实主义、可知论或因果关系。如果是这样，请考虑以下哪些是扯淡，而哪个在直觉上看起来更有可能，或在美学上更令人容易接受：
一、尝试客观描述现实是不可能的。
二、从任何事物中推断出任何东西/规律都是不可能的。
三、因果关系是不存在的。
四、光速与因果没有必然联系。
答案已经很显著了，光速与因果之间不一定存在必然联系，它是一个后验的，没法在不超光速情况下证明的猜想。除非你真的制造了一个超光速CTC，从现在穿越至过去，验证了这一结论。
我们的物理学没有禁止任何超光速物体的定律，严格来说，配合负能量、极高的能级或特殊的时空结构我们是可以超光速的。
虽然我们没法证明超光速旅行必定可行，但我们可以说：将光速与因果解耦是可行的。证明光速与因果有必然联系却是必定不可行的，这不仅违反数学解，也违反贝尔实验现实观测的结论。
因此，超光速旅行在因果关系上是可能的，因果关系可能是不受时间影响的超距作用。
……
那么，有没有更好一点的办法呢？
有的，我们完全可以更过分，直接宰了‘时间’这狗娘养的。
在宰了时间之前，我们需要知道时间究竟是一个什么东西。
在经典物理学中，时间是一个线性、绝对的概念，即牛顿时间。它被认为是独立于空间、物质和事件的存在，不依赖观察者。时间作为背景框架，支持着物体的运动和变化。
在相对论中，时间被视为一个基本维度，时间和空间不再是分离的，而是构成四维时空结构。爱因斯坦的狭义相对论中，时间依赖于观察者的速度，变成相对的；而在广义相对论中，时间受引力场的影响，表现为时空弯曲。
那么，‘时间’的问题出在什么地方？
在量子力学中，时间并没有如相对论那样复杂的表现。量子力学中的时间通常被视为一个外部参数，类似于经典物理中的绝对时间。在薛定谔方程中，时间扮演的是一个外部变量，用于描述系统随时间的演化。
然而，当我们试图结合量子力学和广义相对论时，时间的概念变得更加模糊。例如，在量子引力理论中（如量子引力和弦理论），物理学家面临“时间之谜”，即如何将时间与量子效应和时空结构结合起来。
而这，将成为我们撕开时间之喉的锋锐利刃。
有些物理学家和哲学家提出，时间可能并不是一个基本的物理量，而是某种更基础现象的涌现性质。这意味着时间并不存在于最基本的物理结构中，而是在一定条件下，由更基本的物理现象产生。
而某些更激进的物理学家（如朱利安·巴比耶，Julian Barbour）认为，时间本身就是一种错觉，物理学的基本定律可能并不需要时间作为一个独立参数。
涌现时间：某些物理学理论，如圈量子引力理论（Loop Quantum Gravity），提出时间可能是从更深层次的物理结构（如离散的时空量子）中涌现出来的，而不是一个基本的概念。在这些理论中，时空可能不是连续的，而是由更小的单位组成，而时间则是这些量子单位互动的宏观表现。
无时间的物理学：在巴比耶的“无时间宇宙”理论中，物理学中的事件和状态可以用关系来描述，而不是依赖一个外部的时间维度。他认为，宇宙中的一切都可以通过这些状态之间的关系来描述，而不需要引入时间这一概念。
静态宇宙模型：某些理论认为宇宙可能是一个整体的、永恒存在的对象，所有的时间和空间状态在某种全息图或多维结构中并存。换句话说，过去、现在和未来可能同时存在，而我们所谓的“时间流动”只是观察者的主观经验。在这种模型中，时间作为变化的度量不再存在，而是一种静态的、全局的几何结构。
量子引力的无时间公式：一些量子引力理论的公式不包含时间，或者时间以某种方式“消失”了。例如，惠勒-德维特方程是描述量子引力系统的核心方程之一，它没有时间变量。这表明，在某些基础理论中，时间并不是必需的。
是时间与热力学的关系：在熵增原理（热力学第二定律）中，时间展现了“方向性”，即时间之箭。从热力学的角度来看，封闭系统的熵之所以总是增加，是因为时间具有方向性。
但新的热力学观点认为，不是因为时间具有方向性，所以封闭系统的熵总是增加，而是反过来，因为封闭系统的熵总是增加，所以时间具有方向性。是宏观统计学决定了时间的指向，熵远比时间更底层。
（最新理论认为：温度和“虚时间”之间有非常强的关联，温度本质上是时间的流逝，也完全可以将其反过来说时间的流逝本质上是温度，无穷大的温度与绝对零度对应着时间的开始与结束。）
在最后，让我们质疑时间存在的根基。
物理学声称时间起源于宇宙大爆炸，在大爆炸前时间并不存在，只有从爆炸那时起，时间才开始单向流动。那么，时间究竟是怎么来的？
假设宇宙已经热寂，所有的区域都陷入了绝对的热平衡。那么时间还存在吗？还有什么可以证明时间还在流动吗？如果没法证明热寂后时间还存在并继续单向流动，那它是停止又或者消失了？
我们有一个滴答滴答放之宇宙而皆准的钟表吗？
时间的本质是什么？时间为什么有方向？时间的方向和熵增的方向为什么一致？时间的方向为什么跟宇宙膨胀的方向一致？
……
以上的问题可以通过一个解释回答。
时间只是一个存在于互相比较之间的中介，并不真实存在，而是与变化相关联。时间只是测量两个物理量，然后得出彼此相关的变化，是人类为了高效协作而发明的概念。一个虚构的度量，和千克、米、标准温度没有任何区别。
人类的主观体验与时间密不可分。人类通过记忆体验过去，通过感知体验现在，通过预期思考未来。这些体验基于大脑中的神经活动，形成了我们对时间流动的主观感知。时间本质上是意识的一种建构产物。在最基础的物理层面上时间不是必需的，只是我们的主观体验依赖于时间的概念，形成我们对世界的理解。
……
时间是微观粒子相互作用间涌现而出的复杂网络，而不是简单的线性流逝。
时间的存在与其变化的单向性不过是孤立系统中熵永远增加的一种体现。
……
通过经典极限
大约120年来，相对论经受住了科学家们的每一次测试，并以优异的成绩和零以后的多个小数通过了测试。如果它被推翻，经典极限原则要求新理论必须能解释相对论现在所预测的一切，而不是推翻相对论的结论，就像当初相对论推翻经典时空那样。
我尝试了在剔除时间的情况下解释相对论问题，需要注意的是，剔除时间并不意味着洛伦兹变换/度规与闵可夫斯基时空不能用了，相反，它完全可以接着用，毕竟在现实生活中我们依旧在用经典时空观规划我们的生活，我们不会考虑坐高铁带来的时间膨胀效应。与其说是剔除时间，更像是将时间拆分成更底层的结构，这样做只是因为时间不适合在这些地方使用，它依然遵从第一性原理。
以下是对相对论中时间膨胀与尺缩效应的解释，它不一定正确，但能自圆其说，因此对于科幻创作来说算是足够了。
所谓的时间膨胀，本质都是因为处于空间中的事物因高速运动所经历的空间变化。假设一个人以近光速运动，速度越快，其相对于外界而言的本地参考系空间就被拉伸得越长，物质在拉伸的空间中运动自然需要更多的变化，这便是所谓的‘时间膨胀’，因此在外界看来这个人就像静止了一样。相对于本地参考系而言的外界空间也同样如此，外界的空间都被拉长至接近无限，因此看上去跟静止一样。
……
终于，关于超光速的问题得到了妥善地解决，虽然上述理论依然有诸多问题，而且不一定正确，但它已经实现了自圆其说，但愿上帝保佑。
（尼采：上帝你就是个√8）
……
有哪些超光速方式？其建立于何种基础之上？需要什么？
宽泛地来说，有五种方式，其中两种完全不具备可行性与合理性，是完全的魔幻手段，因此先介绍其他三种，这三种也是本书所采用的超光速方式。
一、曲速/曲率（该方式的衍生产物是星桥系统——克拉斯尼科夫管）
二、高维跃迁（该方式的衍生产物是超光速加速器）
三、量子隧洞/虫洞（该方式的衍生产物是星门系统）
虽然有部分理论作为支撑，但作者完全不保证其合理性与可行性，只是根据上述理论进行延伸，确立其基础理论形式，厘定上述手段使用时出现的问题，以免整个小说的合理性下降到一个可怕的程度。
……
曲速/曲率（星桥-克拉斯尼科夫管）
一、曲速：阿库别瑞引擎（阿库别瑞 Drive with Warp Bubble）
曲速航行是一种基于广义相对论的假设性技术，允许物体以超光速（大于光速）的方式在时空中移动。这是通过产生一个“曲速泡”（warp bubble），将飞船包裹在其中，并改变周围的时空几何结构来实现。飞船不会真正穿越传统时空，而是“滑过”压缩和拉伸的时空区域，因而不会违反任何物理定律。
而这个‘曲速泡’在现实中的研究叫做阿库别瑞度规，
阿库别瑞度规是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。由物理学家米给尔·阿库别瑞于1994年提出。虽然阿库别瑞提出的度规在数学上是可行的（符合爱因斯坦的场方程），但其计算结果可能没有物理学上的意义，也不一定表示真的能够建造这种装置。
可行性问题：
负能量需求
阿库别瑞引擎需要负能量密度来维持曲速泡的稳定性。根据广义相对论的框架，制造这种曲速泡需要使用负能量。根据量子力学的预测，负能量可以在一定条件下生成，但要在宏观尺度上制造和控制负能量密度的场，现有技术还无法实现。但Alexey Bobrick（阿列克谢·博布里克）和Gianni Martire（詹尼·马蒂尔）声称，原则上，一类亚光速、球对称的曲速驱动器时空可以根据人类目前已知的物理原理（例如正能量）构建。
……
时空结构的变化
曲速泡的前部需要时空被大幅压缩，而后部需要被极度拉伸。当前物理学难以找到能有效操控如此大规模时空的方式。（我不到啊。）
……
能量需求巨大
计算表明，产生一个稳定的曲速泡需要超大规模的负能量（相当于数个可观测宇宙的负能量），不过，目前已有多个减少质能消耗的新模型出现。
1999 年，比利时鲁汶大学（Katholieke Universiteit Leuven）的范·登·布罗克试图解决这些潜在问题。通过缩小驱动器传输的气泡的 3+1 维表面积，同时扩大内部包含的三维体积，范·登·布罗克能够将传输小原子所需的总能量降低到不到三个太阳质量。
2003 年晚些时候，通过略微修改 范·登·布罗克度量，塞尔盖·伊克拉斯尼科夫将必要的负质量总量减少到几毫克。范·登·布罗克详细说明了这一点，他说，通过保持曲速气泡本身的表面积在微观上较小，同时扩大气泡内部的空间体积，可以显著减少总能量。
然而，范·登·布罗克得出结论，所需的能量密度仍然无法实现，所需的时空结构的尺寸很小（比普朗克尺度高几个数量级）也是如此。
2012 年，物理学家哈罗德·怀特（Harold White）和合作者宣布，修改外来物质的几何形状可以将宏观宇宙飞船的质能需求从相当于木星的质能需求降低到旅行者1号宇宙飞船的质能需求（约 700 公斤）或更低，并表示他们打算在构建曲速场方面进行小规模实验。
怀特提议加厚曲速气泡的极薄壁， 因此，能量集中在更大的体积中，但整体峰值能量密度实际上较小。在平面 2D 表示中，正能量和负能量的环最初非常薄，现在变成了一个更大的模糊圆环（甜甜圈形状）。
然而，由于这个能量较低的曲速气泡也向内部区域增厚，因此留给航天器的平坦空间会更小，因此航天器必须更小。此外，如果空间曲速的强度可以随着时间的推移而振荡，则所需的能量会进一步降低。根据怀特的说法，改进的迈克尔逊-莫雷干涉仪可以测试这个想法：当测试设备通电时，干涉仪的一条腿的长度似乎略有不同。阿库别瑞对这个实验表示怀疑，他说：“根据我的理解，这是不可能的，可能几个世纪都不行”。
2021 年，物理学家埃里克·伦茨（Erik Lentz）描述了一种来自已知和熟悉的纯正能量的曲速驱动器可能存在的方式——基于超光速自增强“孤子”波的曲速气泡。这种说法是有争议的，其他物理学家认为，所有物理上合理的曲速驱动器都违反了弱能量条件，以及强能量条件和主导能量条件。
……
光子堆积效应
法纳齐，利贝拉蒂，斯特凡诺，巴塞罗，卡洛斯 （2009）“动态曲速驱动的半经典不稳定性”这篇文章使用量子理论论证，以超光速驱动阿库别瑞是不可能的。主要是因为霍金辐射引起的极高温度会以超光速摧毁气泡内的任何东西，并破坏气泡本身的稳定性。文章还认为，如果气泡速度是亚光速的，则不存在这些问题，尽管驱动仍然需要奇异物质。布伦丹·麦克莫尼加尔，杰兰特·刘易斯和菲利普·奥伯恩认为，如果一艘由阿库别瑞驱动的飞船以超光速减速，其气泡在运输过程中聚集的粒子将以高能爆发的形式释放出来，类似于假设发生在克尔黑洞内部事件视界的无限蓝移辐射，因此，面向前方的粒子将具有足够的能量，足以摧毁飞船正前方目的地的任何东西。
（光子堆积效应在本书中是个相当重要的设定，会在后面专门讲）
……
如何控制曲速泡
纳塔里奥，何塞（2002）的一篇文章认为，船员无法控制、操纵或停止曲速气泡中的船舶，因为船舶无法向气泡前部发送信号。那么，在曲速泡形成之后，被包裹在内的飞船就需要通过某种方式遥控外面的曲速泡。
……
壁厚
虽然推进所需的负能量尚不清楚，但塔夫茨大学的Pfenning和Allen Everett认为，以10倍光速传播的曲速气泡的壁厚必须不超过10^-32米——接近极限普朗克长度米1.6×10^−35（后文设定中曲速十的限制为十倍光速理论来源）。
在阿库别瑞的原始计算中，一个宏观上足以包围一艘200米船的气泡需要的奇异物质总量大于可观测宇宙的质量。将外来物质过滤到10^-32米的极细带被认为是不切实际的。类似的约束也适用于克拉斯尼科夫管。范·登·布罗克 构建了阿库别瑞模型的修改版，该模型需要的奇异物质要少得多，但将飞船放在一个弯曲的时空“瓶子”中，其颈部约为10^-32米。
……
使曲速泡超光速运动需要使负能量/生产负能量的东西先以超光速运动来拽动空间。
这可能是最大的问题，因为这就像一个人试图站在铁板上用磁铁把自己吸到空中，但并不影响我们构建星桥（克拉斯尼科夫管）就是了。不过，也有部分理论认为这是可以解决的问题。
……
二、曲率：无隔离曲速泡的阿库别瑞引擎
曲率航行不具备隔离的曲速泡，船体依然在传统时空中，但通过时空的局部弯曲或扭曲来加速飞行。这种航行方式并不违反狭义相对论的光速限制，飞船的实际速度始终低于光速。
可行性问题：（和曲速差不多，稍有不同）
需要负能量
需要时空结构变化
能量需求巨大
光子堆积效应可以得到解决
没有曲速泡阻隔内外联系
但飞船实际上仍在常规时空中飞行，理论上会产生时间膨胀效应（相对论效应），但也有理论认为曲率航行几何空间的微观弯曲可以抵消这一效应。
依旧需要负能量先运动起来拽动空间，但不需要让负能量超光速。
……
三、星桥：克拉斯尼科夫管
克拉斯尼科夫管是一种用于超光速航行的结构，是将时空扭曲成永久性的超光速隧道。由此产生的结构类似于虫洞或不动的阿库别瑞引擎，但整段空间都被彻底改变，因此被称作星桥（星门是点对点，而这显然是个桥）。
克拉斯尼科夫提出，如果无法找到或使用超光速子物质，那么解决方案可能是安排沿路径布置扭曲空间的负能量。但在这种情况下，阿库别瑞驱动船只能像铁路一样，先以亚光速构筑一长条负能量通道。只有在构筑完成后才可以进行超光速航行，最开始只能以亚光速构筑星桥。
可行性问题：（同样是和曲速差不多，稍有不同）
需要负能量
需要让一段时空结构永久改变
能量需求巨大
没有光子堆积效应
没有曲速泡阻隔内外联系
不需要让负能量先动起来
……
在本书设定中，曲率引擎的最大航速只能接近光速，这是因为其处在真实空间的特性导致，而曲速引擎由于处在时空泡当中，（一种经过独特设计与真实宇宙隔离的空间流形结构）可以实现超光速航行，理论上速度为无限，但考虑经济与稳定性，一般不会超过10C。
（采用星际迷航最初版设定的曲速规定，想要更快的超光速航行需要其他手段，限制曲速一般不超过10C的原因是——以10倍光速传播的曲速气泡的壁厚必须不超过10^-32米——接近极限普朗克长度1.6×10^−35米）。
最大十级曲率航速：0.98C（亚光速曲率驱动）
最大十级曲速航速：9.98C（超光速曲速驱动）
虽然有理论认为曲率航行几何空间的微观弯曲可以抵消相对论效应，但在本书中只有包裹在曲速泡内的曲速飞船不考虑相对论效应影响。
为什么曲速/曲率飞船能够穿越星体，并且不会跃入星体内部？
因为飞船并不是真的处于真实空间中，只是投影位于真实宇宙的对应位置，由于泡利不相容原理，曲速泡物体在‘位置’上处于物体（费米子）中时破开泡壁所需要的能量为无穷大，除非是处在外太空接近真空的环境中，否则无法跃出，因此从根本上杜绝了卡入星体的情况。
……
曲速泡前方的光子堆积效应（Photon Pile-Up Effect in Front of a Warp Bubble）
光子堆积效应（Photon Pile-Up Effect）是指在以曲速泡（Warp Bubble）超光速航行时，由于曲速泡与周围空间的相对运动，在曲速泡前方会出现光子堆积的现象。
需要明确的是，曲速泡和跃迁引擎使用的超空间泡并非同样的空间流形结构，曲速泡的空间流形是基于广义相对论的负能量解，超空间泡是基于M理论十一维时空的负能量解，后者的空间流形结构在设计时主要考虑的是额外维度的影响。
当一艘飞船处于曲速泡内并以超光速飞行时，泡外的时空仍遵循光速极限原则。由于整个曲速泡在超光速运动，曲速泡前端将不可避免地捕获航线上的各类光子，这些光子无法穿透与绕过曲速泡，因此，它们会逐渐堆积在曲速泡的前沿。（除了光子，星际介质等尘埃也会被捕获，并产生严重影响）
这种光子堆积现象类似于飞机超音速过程中遭遇的音障，但并非完全等价，不会产生阻力，因此不能以空气动力学的概念与方式理解这一现象。
需要明确一点，不论采用何种空间流形优化设计，曲速泡在超光速状态下都不会产生与激波类似的高能光子散射，高能光子散射只有在亚光速状态下才会发生，所有针对光子散射的空间流形优化设计只在亚光速状态下适用，
因为曲速泡是一个以超光速移动的特殊空间流形，被曲速泡捕获的光子会因极强的相对论效应而处于近似于‘静滞’的状态，因而不可能像空气分子那样向其他方向运动，并形成类似激波的高能光子散射。
但在亚光速状态下，堆积在曲速泡前端的光子会逐渐脱离曲速泡发生光子散射。且光子散射速度与航速成反比，航速越接近光速，光子散射越慢。
由于曲速泡超光速时前方的空间会被压缩，根据多普勒效应，光子在压缩空间中传播时，它们的波长会变短，频率会增加，这会导致极强的光子能量。（类似于假设发生在克尔黑洞内部事件视界的无限蓝移辐射）
曲速泡前方将形成一个极高能量密度的区域‘前端光障’，并且前端光障的能量将随飞船超光速航行时间的增加而增加。
因此，脱离超光速航行后的光子散射将会向外辐射极高能级的伽马辐射，如果飞船瞬间减速并脱离曲速泡，这些堆积的光子将瞬间从曲速泡上释放，高能辐射将对飞船结构产生毁灭性的影响。
如果光子堆积效应持续累积，飞船前方的时空结构可能会变得极不稳定，甚至导致飞船前端产生异常的引力效应或微型黑洞的形成，因此超光速航行不能一直持续，否则曲速泡将被微型黑洞摧毁，并释放出巨大的能量。
但这一过程并非全是坏处，部分战略级曲速鱼雷便基于该原理研发而来，其释放的能量极为巨大，且主要来源于量子真空，但使用该原理的曲速鱼雷需要较远的距离来堆积光子，射程因此处在一个相对固定的区间。
但光子堆积效应与光子散射也为监测与预警曲速过程提供了手段，如果观测到一段异常的伽马辐射光带便说明有飞船正在脱离曲速航行。
由于飞船为了避免被高能辐射摧毁，在脱离超光速航行后必须进入一段时间的低亚光速光子散射过程，不能瞬间脱离曲速泡，这为早期预警提供了机会。
……
高维超平面跃迁引擎
原理：通过生成一个超空间泡包裹住舰体，随后翘曲空间积蓄跃迁势能，在确立跃迁朝向和跃迁距离后破坏空间连续体撕开高维通道，跃迁势能将全部释放并推动超空间泡穿越高维超平面。
这个引擎在使用时更接近科幻小说/游戏中的跳跃引擎，但实际原理更接近虫洞/折跃，相当于将三维空间看作一个平面，从这个平面上撕下空间包裹舰体构筑超空间泡，然后捏住三维空间这个橡皮膜，给它弹入空中（高维超平面）
相比传统的折跃直接弯曲时空的粗暴做法，这种像打弹珠一样把飞船打出去的方式，可以节省能量与工程难度。
至于它到底能不能用，这个……呃，反正就是高维咯，我也没办法，能不能行我也不知道，反正就当它能用吧，（兔子洞：Jump jump jump）
高维超平面跃迁引擎的衍生产物是超光速加速器，它只是将跃迁引擎放在了外部空间，可以发射没有跃迁引擎的东西，例如货舰、客船，甚至是炮弹，本书中各舰船的超光速轴炮（跃迁龙骨）实际上就是高维超平面跃迁引擎，不仅可以让战舰自主跃迁，还可以发射其他的东西。
……
在本书设定中，这是一种技术极其复杂和先进的瞬时跃迁系统，通常装备于军舰、探索舰等有特殊需要的舰船。
优点：无需诱导信标，可以完全自主的跃迁航行，且跃迁准备时间较短，只需要很短时间的跃迁充能，因为跃迁龙骨中的奇异物质（不是负能量本身，是产生负能量的东西）本身就处在活化态，无需进一步激活。
缺点，跃迁校准需要较长的时间，若是不经校准直接跃迁，跃出点位将十分随机。高维结构跃迁校准模块是跃迁系统中最为昂贵的部分，其直接决定了跃迁效果。跃迁失准与跃迁距离呈正相关，并呈指数级相关，建议以多次短跳代替长跳。跃迁执行也不应处在行星重力阱附近，行星重力对时空结构的弯曲将使得跃迁失准大幅增加，同时跃迁后害将造成不可控的影响，如跃迁脉冲弧光吹飞大气蒸发海洋，跃迁伽马爆大规模杀死行星地表生命。
……
宏观凝聚态量子隧洞引擎
强迫构建全舰的粒子短暂呈现宏观凝聚态，使得物质粒子表现出统一的一个原子特性，使得整艘飞船可以通过单个粒子大小的量子隧洞/虫洞穿越空间。但是需要有量子信标诱导，使量子隧洞/虫洞得以完成构建。
这个是相对来说最靠谱的，其需求的能级大幅下降，对空间结构的干涉也是最小的，也没有因曲速泡带来的一系列问题（光子堆积、内外联系、超光牵引）
但问题在于我们不知道如何让整个飞船呈现宏观凝聚态并让他保持下去，而且进入宏观凝聚态的过程很有可能杀光所有人，毕竟玻色–爱因斯坦凝聚态（进入宏观凝聚态的一种方法），是玻色子原子在冷却到接近绝对零度所呈现出的一种气态的、超流性的物质状态（物态）。
除此之外航行还需要一个位于目的地的量子信标用于构筑通道，维持通道的负能量也是必须的，但它的问题与需求确实是最少的。
虽然不知道怎么办，但我已经想好了量子跃迁祝祷词，量子保佑！量门！
天灵灵，地灵灵，奉请祖师来显灵。
一请沃纳海森堡，二请尼尔斯玻尔，
三请爱猫薛定谔，四请量子普朗克，
五请路易维克多，六请马斯克波恩，
七请保罗狄拉克，八请犹太老爱因。
跃迁易，量子佑，超越光速不费难。
如果一直维持这个量子隧洞/虫洞，并将其开口扩大，那就是一个星门。（就是星际穿越里的那个虫洞，有着炫酷的光学效果。
卡西米尔效应表明，量子场论允许空间某些区域的能量密度相对于普通物质真空能量为负，并且已经从理论上证明，量子场论允许能量在给定点上可以任意为负的状态。许多物理学家，如斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）基普·索恩（Kip Thorne），和其他人认为，这种效应可能使稳定可穿越的虫洞成为可能。在广义相对论和量子力学的背景下，理论上预测形成虫洞的唯一已知自然过程是由 Juan Maldacena 和 Leonard Susskind 在他们的 ER = EPR 猜想中提出的。量子泡沫假说有时被用来表明，微小的虫洞可能会在普朗克尺度上自发地出现和消失，并且这种虫洞的稳定版本被认为是暗物质的候选者。也有人提出，如果一个被负质量宇宙弦打开的微小虫洞在大爆炸时期出现，它可能被宇宙膨胀膨胀到宏观大小
在一些广义相对论被修改的假设中，有可能有一个不求助于奇异物质就不会坍缩的虫洞。可以通过 R2 引力（f（R） 引力的一种形式）来实现）
论文是下面这个
Duplessis, Francis; Easson, Damien A. (2015). "Exotica ex nihilo: Traversable wormholes & non-singular black holes from the vacuum of quadratic gravity". Physical Review D. 92 (4): 043516. arXiv:1506.00988. Bibcode:2015PhRvD.92d3516D. doi:10.1103/PhysRevD.92.043516. S2CID 118307327.
弗朗西斯·杜普莱西斯；伊森，达米安 A.（2015 年）。“Exotica ex nihilo： 来自二次引力真空的可穿越虫洞和非奇异黑洞”。物理评论 D.92 （4）： 043516.arXiv：1506.00988.参考文献编号：2015PhRvD.doi：10.1103/PhysRevD.92.043516.S2CID118307327。
……
在本书设定中，宏观凝聚态量子隧洞引擎是一种成本低廉，技术较为简单的瞬时超光速系统，广泛装备于民船与军舰（尤其是隐身特勤舰）。
优点：跃迁极其精准，可以实现点对点跃迁，无需校准，跃迁后害很小。
缺点：跃迁至目的地需要有量子信标诱导，使量子隧洞得以完成构建。无法抵达未知的空域，而且需要较长时间对跃迁模块充能，跃迁准备较长，容易在准备中受到攻击。
……
接下来是两种不具备实际可行性的超光速方式。
零惯性滑流
通过超质希格斯粒子（虚构的粒子，现实无对应存在）提高物质本身的能级以补全对称性自发破缺，生成一个可以在一定程度上干涉物质运动积分的场，阻断粒子与希格斯场之间的汤川耦合，也就是屏蔽希格斯场对规范玻色子（W和Z玻色子）和费米子（夸克与轻子）赋予质量这一过程。
当然，有一个问题，物质99％的质量来自夸克动能和胶子场势能（夸克交换胶子产生的强力，约占80%），只有1％来自希格斯场的自发对称性破缺，仅仅屏蔽希格斯场，效果可能非常差（只有1%，纯纯的屁用没有），如果想要进一步提升以达到零惯性滑流，需要进一步完成SU3对称破缺（强力）的补全甚至是SU2对称和U1对称（电弱对称破缺，完成这个起码需要大爆炸温度），在这一过程中物质可能直接解体，在字面意义上化成光。
（好吧，直接化成光在某种程度上也差不多可以算……大概？）
这一方式的主要代表是《质量效应》，通过神必的零号元素（灵能）解决一切问题。
……
超空间/亚空间
嗯……算了吧，已经没有什么好解释的了，这就是魔法，让我们用灵能解决问题。好吧，开玩笑的，实际上高维超平面跃迁引擎的高维超平面也是一种超空间，这里真正需要避免的是战锤40k的那种异世界粪坑，那完全没有理论可以解释，是真正的魔幻。
真正可用（有理论依据）的实际上是超空间，超空间被描述为一个更高的维度，通过这个维度，我们的三维空间的形状可以被扭曲，使遥远的点彼此靠近，类似于虫洞的概念，或者一个可以穿越的捷径平行宇宙。（典型代表是光环里的肖恩-藤川断层空间跃迁引擎）
目前有两种常见的模型用于解释这种扭曲：折叠和映射。在折叠模型中，超空间是一个更高维度的地方，通过它，我们的三维空间的形状可以被扭曲，使远处的点彼此靠近，罗伯特·海因莱因 （Robert A. Heinlein） 的 Starman Jones （1953） 推广了一个常见的类比，即在三维空间中揉皱二维纸张或布料，从而使其表面上的点接触。
在映射模型中，超空间是一个比我们的宇宙小得多的平行宇宙（但不一定是相同的形状），它可以在对应于普通空间中一个位置的点进入，并在移动比普通空间中所需的距离短得多后，在对应于另一个位置的不同点退出。
虽然超空间通常被描述为混乱的东西，通常至少是令人不快的——例如，进出超空间的过渡会导致恶心等症状——在某些情况下，甚至会催眠或对一个人的理智造成危险。但在本书中的高维超平面没有上述问题，因为超空间泡只是进入了扭曲的高维空间，并没有魔幻的亚空间邪神。
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超光速的其他影响
超光速前后的势能差异
比如说在地球和近地轨道上放置一个联通的虫洞通道，当你穿过虫洞抵达近地轨道时，你的身上就莫名其妙的多出来了一部分势能，完全可以将你换成其他的什么东西来制造永动机，除非这部分的能量来自于其他地方，而且这个道理同样可以适用于其他所有超光速方式。
在本书设定中这部分的能量来源于量子真空，并非真正意义上的永动机，只是相当于一种简易的真空零点能提取器，且每这样做一次就会加快真空能级下跌，促使宇宙热寂进程加速。
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超光速前后的地点时空弯曲程度（黎曼张量）的影响
不同重力的地方其时空弯曲程度自然是不一样的，在黑洞旁边启动跃迁跑到恒星间空旷位置肯定会对飞船结构造成极大影响。
在本文设定中，只要是在空间弯曲程度尚未撕裂飞船物质之间连接键能的情况下可以实施超光速行为，越逼近这个极限，超光速单元就越可能过载烧毁，抵达极限后飞船会被直接撕裂，也谈不上什么超光速了。
因此，只要飞船没有在跃迁发生前被强引力撕裂就可以实施跃迁，但在回归常规空间后由于空间黎曼张量的瞬间变化，整艘飞船会被瞬间撕裂，且被这一过程所产生的巨大内能加热蒸发。除非装备有特殊的时空调整装置，能够在超光速过程中将曲速泡/超空间泡内的空间黎曼张量缓慢调节至常规时空相近的程度。
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超光速飞船进入克尔黑洞能层与穿越奇环CTC
由于克尔黑洞（有自转的黑洞）自旋的缘故，在极近距离的空间实际上是被克尔黑洞拉着一起旋转，这部分被称为能层，在那里粒子会随着时空一起转动，因此提取能量是可能的。这使得我们可以通过彭罗斯过程来提取克尔黑洞的旋转能，这一过程会消耗克尔黑洞的自转速度，但其释放的能量是相当可观的，据计算，可从极端克尔黑洞中提取的旋转能占其总质量的29.2%。
而且，在克尔黑洞的柯西视界内存在天然的封闭类时曲线（CTC），但在本文设定中由于时间并不真实存在的缘故，因此无法穿越时空。（命运石之门中穿越时空所用的方法）
接下来我们重点讲讲彭罗斯过程。
由于能层内的所有物体都受到转动时空的拖拽，在这个过程中，一团物质进入黑洞的能层，而一旦进入能层，他就会被拆成两团。这两团的动量经过重整，所以其中一块会逃逸到无穷远，而另一块穿越事件视界掉落入黑洞。
逃逸的物质碎片可能携带了比原来进入的质量更多的质能，而进入黑洞的碎片携带的是负质能。
简要的说，这个过程使黑洞的角动量减少，并且减少相对应于能量的转换，因为失去的动量势必将由能量提取。这个过程遵循黑洞力学的规律，如果反复执行上述行为，黑洞最终会失去它所有的角动量，成为非旋转的史瓦西黑洞。
因此，即使不通过超光速飞船，我们同样可以提取克尔黑洞中的旋转能，但通过超光速飞船，我们可以连投入一部分物质都不用就能轻而易举的提取出克尔黑洞的旋转能。
那么，问题是什么。
很简单，提取出的能量可能太大了点，就以我们银河系的核心黑洞——人马座A来说，它的自旋参数a可能接近甚至超过0.9。
参数数据来源于——Andrianov， A.S.， Chernov， S.V. 对人马座 A* 超大质量黑洞自旋的估计。Astron. Rep.68， 233–237 （2024）。https://doi.org/10.1134/S106377292470032X
这表明我们一次从中提取的能量可能是极其惊人的，甚至可能当场蒸发一个矮星系。在本文设定中，进入黑洞能层可以提取能量，但不能超过飞船本身质量转化为纯能这一阈值，如果超过就无法利用超光速过程从能层脱离，反而会被超光速过程撕碎，最终被黑洞吞噬。
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补充内容——什么是对称性理论
物理学中的对称性理论是描述物理定律在某些变化下保持不变的基本原则。对称性不仅是物理学中美的重要体现，还为人类提供了深入理解自然规律的途径。
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1. 时间平移对称性
描述：物理定律不依赖于特定的时间点。如果一个物理系统在某一时刻遵循特定的物理定律，那么在任何其他时间点也同样适用。
关联的守恒量：时间平移对称性根据诺特定理与能量守恒定律密切相关。
实例：例如，地球绕太阳公转的动力学方程在任何时间点上都有效，这意味着能量在整个过程中守恒。
2. 空间平移对称性
描述：物理定律不依赖于特定的空间位置，换句话说，自然定律在不同的空间点上保持相同。
关联的守恒量：根据诺特定理，空间平移对称性与动量守恒相对应。
实例：假设你在宇宙中的某一地点进行实验，你在另一个地方重复同样的实验，结果应相同。这就是空间平移对称性的表现。
3. 空间旋转对称性
描述：物理定律在旋转后的坐标系中保持不变。这意味着如果物体旋转，系统的物理定律仍然是一样的。
关联的守恒量：根据诺特定理，旋转对称性对应于角动量守恒。
实例：天体运动的物理定律在地球的任何位置或者角度观察时都是一样的，角动量保持守恒。
4. 电荷共轭对称性（C 对称性）
描述：在某些物理过程中，如果将所有粒子替换为相应的反粒子（具有相反电荷），物理定律保持不变。
关联的守恒量：电荷共轭对称性是量子场论中的一个基本对称性。
实例：例如，正电子和电子的相互作用在某些条件下与两个电子的相互作用类似。
5. 奇偶对称性（P 对称性）
描述：物理定律在空间反演（即将所有坐标轴的符号取反）下是否保持不变。
破缺：自然界中的一些弱相互作用违反了这种对称性。弱相互作用下，物理定律在镜像世界中是不对称的。
实例：1950年代，杨振宁和李政道通过实验证实了在弱相互作用下，P 对称性被破坏（吴健雄实验）。
6. 时间反演对称性（T 对称性）
描述：如果将时间反向（t → -t），物理定律是否保持不变。这意味着如果一个过程在正时间方向发生，那么反过来在逆时间方向上是否同样可以发生。
破缺：虽然许多经典物理定律是时间反演对称的，但在弱相互作用中，T 对称性可以被破坏。
实例：在某些粒子衰变实验中，时间反演对称性并不成立。
7. 电荷-奇偶对称性（CP 对称性）
描述：将粒子的电荷变换为反粒子的同时进行空间反演，系统的物理定律保持不变。这是电荷共轭对称性和奇偶对称性的结合。
破缺：尽管CP对称性在许多情况下成立，但在某些弱相互作用的衰变中被发现被破坏，这与物质和反物质不对称性有关。
实例：中性K介子的衰变实验显示了CP对称性的破缺。
8. 规范对称性
描述：规范对称性是量子场论和标准模型中的核心概念，它描述了物理定律在局部场的变换下保持不变。例如，电磁场的物理定律在局部相位变化（U(1)对称性）下是不变的。
实例：量子电动力学（QED）具有U(1)规范对称性，量子色动力学（QCD）具有SU(3)对称性，弱核力通过SU(2)和U(1)的联合规范对称性来描述。
9. 洛伦兹对称性
描述：洛伦兹对称性是狭义相对论的核心，描述了物理定律在不同参考系下（特别是运动的参考系）保持不变。这意味着物理定律对所有观察者（无论他们的运动状态如何）都应一致。
实例：爱因斯坦狭义相对论中的洛伦兹变换确保光速在所有参考系中保持恒定，且物理定律对所有惯性参考系是一样的。
10. 规范对称破缺
描述：尽管许多物理理论遵循规范对称性，但在实际情况下，对称性可能会被“自发破缺”，从而引发某种物理效应。例如，希格斯机制通过自发对称破缺赋予基本粒子质量。
实例：在标准模型中，希格斯场的自发对称破缺导致W和Z玻色子获得质量，同时电磁相互作用保持无质量的光子。
11. 广义协变性
描述：广义相对论中，物理定律在任意坐标变换下保持不变。也就是说，物理定律不仅在惯性参考系下保持不变，在加速参考系下同样适用。
实例：爱因斯坦的广义相对论方程在任意时空坐标系中都有效，不受具体坐标系统的影响。
12. 超对称性（Supersymmetry, SUSY）
描述：超对称性是一种假设的对称性，连接了费米子（半整数自旋粒子）和玻色子（整数自旋粒子）。它提出每种已知粒子都有一个尚未发现的超对称伙伴粒子。
应用：超对称性在许多大统一理论和超弦理论中起着重要作用，尽管至今未在实验中直接验证。
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