在浩瀚無垠的宇宙中，人類確實是一個非常渺小的存在，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多萬年的時間才能抵達，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想?，F(xiàn)在，一位名叫大衛(wèi)·伯恩斯的美國宇航局（NASA）工程師，就提出了一種近光速粒子加速相對性螺旋引擎概念，聲稱無須任何燃料推進劑，就可讓飛船達到光速的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間，到時候就可以去到阿凡達的故鄉(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揚的EMdrive不可能性引擎一樣，很可能還沒有物理定律的支撐。

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)計了一個螺旋發(fā)動機的概念，利用近光速下的質(zhì)量改變效應來推動物體前進，完全可以稱之為相對論的直接應用了。這個概念目前已發(fā)表在NASA的技術(shù)報告服務(wù)器上。

普通盒子

伯恩斯發(fā)動機的原理很簡單，一個盒子一根桿，桿上套上一個圓環(huán)，盒子里的彈簧推動圓環(huán)運動，到底部后又反彈回來形成振蕩。正常情況下，這個裝置的效應會讓盒子來回擺動。然而伯恩斯設(shè)想，假如能讓圓環(huán)滑動時質(zhì)量增大，那么盒子的一端就會比另一端更重，這樣就會導致盒子加速前進。，

相對論盒子引擎

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

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

不過其他科學家對此不怎么抱希望，因為所有慣性系統(tǒng)都不可能得到完全無摩擦的工作環(huán)境，即使伯恩斯發(fā)動機直接利用相對論效應，也沒有辦法避開這個魔咒，光是摩擦力就足以讓相對論微小質(zhì)量效應產(chǎn)生的推力望洋興嘆了。

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