从声激波到光激波

作者：黄志洵

来源：中国传媒大学学报(自然科学版), 2020, 27(04): 1-15.

DOI：10.16196/j.cnki.issn.1673-4793.2020.04.001

• 声障
• 光障
• 声激波
• 光激波
• 新以太

当超声速流通过物体时,可压缩流体动力学会造成激波。可以用非线性Schr?dinger方程(NLSE)描述流体力学现象;用NLSE研究激波常有两种情况,一是航空工程中的声激波(SSW),二是非线性光纤技术中的光激波(LSW)。它们都是非线性光学的组成部分。回顾人类实现飞机以超声速飞行的历史,声障概念来源于线性小扰动理论中的密速方程ρ=ρ0[1-(v/c)2]-1/2,它与狭义相对论(SR)中的质速方程相似。在奇点(v=c处)密度是无限大,当v> c将出现虚数。但在实际上,这些情况都不真实;简言之,虽然SSW是对飞机造成声障的原因,却不存在无限大密度。光障问题也如此,在奇点并没有无限大质量及无限大能量。……但是,对光障的研究并不表示超光速研究没有自身的特性,也不是说必须把它纳入空气动力学的框架中。正如飞机在空气中高速运动时会产生SSW,飞船在宇宙中高速航行时也会遇到LSW。但造成LSW的不是空气,而是新以太,即物理真空。已经有实验证明,这种真空环境会给动体造成阻力和摩擦,故飞船作高速运动时产生LSW是不可避免的。但在所谓奇点(v=c,β=1)并不会发生无限大质量和无限大能量,因此不可能对飞船加速到光速以上(v>c)构成障碍。

• 单位
  中国传媒大学