在浩瀚無(wú)垠的宇宙中，人類確實(shí)是一個(gè)非常渺小的存在，即使到我們最近的近鄰比鄰星，也有4.2光年的距離，就是用我們現(xiàn)在飛得最快的飛行器，也需要10多萬(wàn)年的時(shí)間才能抵達(dá)，所以制造一種可以接近光速的飛行器就成了人類不懈的夢(mèng)想。現(xiàn)在，一位名叫大衛(wèi)·伯恩斯的美國(guó)宇航局（NASA）工程師，就提出了一種近光速粒子加速相對(duì)性螺旋引擎概念，聲稱無(wú)須任何燃料推進(jìn)劑，就可讓飛船達(dá)到光速的99%。

哇！太好了，到以后到火星就只要20分鐘了，到比鄰星也只需要四五年的時(shí)間，到時(shí)候就可以去到阿凡達(dá)的故鄉(xiāng)，看看潘多拉星球的植物究竟是不是發(fā)光的了。但是且慢，伯恩斯的概念和此前鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的EMdrive不可能性引擎一樣，很可能還沒(méi)有物理定律的支撐。

伯恩斯供職于NASA在阿拉巴馬州的馬歇爾太空飛行中心，最近設(shè)計(jì)了一個(gè)螺旋發(fā)動(dòng)機(jī)的概念，利用近光速下的質(zhì)量改變效應(yīng)來(lái)推動(dòng)物體前進(jìn)，完全可以稱之為相對(duì)論的直接應(yīng)用了。這個(gè)概念目前已發(fā)表在NASA的技術(shù)報(bào)告服務(wù)器上。

普通盒子

伯恩斯發(fā)動(dòng)機(jī)的原理很簡(jiǎn)單，一個(gè)盒子一根桿，桿上套上一個(gè)圓環(huán)，盒子里的彈簧推動(dòng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)，到底部后又反彈回來(lái)形成振蕩。正常情況下，這個(gè)裝置的效應(yīng)會(huì)讓盒子來(lái)回?cái)[動(dòng)。然而伯恩斯設(shè)想，假如能讓圓環(huán)滑動(dòng)時(shí)質(zhì)量增大，那么盒子的一端就會(huì)比另一端更重，這樣就會(huì)導(dǎo)致盒子加速前進(jìn)。，

相對(duì)論盒子引擎

要怎樣才能實(shí)現(xiàn)這種加速呢？伯恩斯認(rèn)為，狹義相對(duì)論已經(jīng)提出了解決辦法，那就是讓物質(zhì)以近光速運(yùn)動(dòng)，這樣質(zhì)量就會(huì)增加。他設(shè)想用粒子加速器代替圓環(huán)，粒子在一個(gè)沖程中迅速加速到相對(duì)論速度，而在接下來(lái)的沖程中則迅速減速。在這樣的情況下，實(shí)際上可以不要盒子和桿，而將粒子加速器設(shè)計(jì)成螺旋形進(jìn)行橫向和圓周運(yùn)動(dòng)，同樣可以達(dá)成加速的目的。

伯恩斯設(shè)計(jì)的這種加速器長(zhǎng)達(dá)200米，直徑為12米，剛好是馬斯克SpaceX公司此前設(shè)計(jì)的太空運(yùn)輸系統(tǒng)的兩倍長(zhǎng)，所以也不至于把人們的腦洞嚇得夠嗆。然而尷尬的是，這種引擎需要在沒(méi)有摩擦的太空環(huán)境中運(yùn)行，而且效率極低，165兆瓦的功率才能產(chǎn)生1牛頓的力——?jiǎng)偤煤湍闱面I盤的力量差不多。伯恩斯對(duì)此信心十足，雖然力道很小，但只要一直加速下去，這種引擎本身就能達(dá)到光速的99%。

不過(guò)其他科學(xué)家對(duì)此不怎么抱希望，因?yàn)樗袘T性系統(tǒng)都不可能得到完全無(wú)摩擦的工作環(huán)境，即使伯恩斯發(fā)動(dòng)機(jī)直接利用相對(duì)論效應(yīng)，也沒(méi)有辦法避開(kāi)這個(gè)魔咒，光是摩擦力就足以讓相對(duì)論微小質(zhì)量效應(yīng)產(chǎn)生的推力望洋興嘆了。

論文：https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/6.2019-4396