爱因斯坦相对论中有一个广为人知的结论：任何具有质量的物体都无法通过加速达到或超越光速（约每秒30万公里）。这一“宇宙速度极限”看似为星际旅行划下了不可逾越的边界，但科学家们并未因此放弃探索——在相对论的框架下，曲速航行与虫洞穿梭两种理论路径，为人类突破这一限制提供了可能。这两种方式并非直接让物体超越光速，而是通过改变时空结构实现“相对超光速”效果，既不违反相对论，又为星际航行打开了想象空间。
要理解这两种超光速方式，需先明确相对论中“光速不可超越”的核心限制：它针对的是物体在时空内的运动速度，而非时空本身的变化速度。广义相对论指出，时空并非静止的“画布”，而是可被质量和能量扭曲的“弹性织物”。例如，恒星的质量会使其周围的时空发生凹陷，就像床垫被重物压出凹痕；而宇宙的膨胀速度已超过光速，说明时空本身的动态变化不受光速限制。这一特性，正是曲速航行与虫洞穿梭的理论基础。
曲速航行的核心思路是“让飞船不动，时空动”。1994年，物理学家米格尔·阿尔库维耶雷提出“曲速引擎”理论：在飞船周围制造一个“时空气泡”，通过收缩气泡前方的时空、膨胀后方的时空，推动飞船相对于周围时空快速移动。这一过程类似于在地毯上放置一块石头，通过拉动石头前方的地毯、推动后方的地毯，使石头“随毯移动”而无需自身滑动。对飞船而言，它始终处于气泡内的平坦时空中，没有加速过程，因此不违反光速限制；但从外部观测，气泡带着飞船的移动速度可远超光速。理论上，若能实现这一技术，人类穿越银河系（直径约20万光年）可能仅需数小时至数天，而非传统认知中的10万年。
然而，曲速航行面临两大现实难题。其一，制造时空气泡需要“负质量能量”——这种物质具有“排斥引力”的特性，能推开周围时空，但目前人类尚未在宇宙中发现天然负质量物质，也无法通过实验制造。其二，能量消耗极其庞大。据估算，驱动一艘小型飞船的曲速气泡需消耗相当于整个木星质量的能量，这一数字在短期内完全无法实现。
另一种理论路径是“虫洞穿梭”，其原理相当于在时空中“打隧道”。虫洞，又称“爱因斯坦-罗森桥”，是广义相对论预言的一种时空通道，能连接宇宙中两个遥远的点。例如，通过虫洞，飞船无需绕行太阳系，而是像穿过地球与火星之间的“隧道”一样，直接从一个时空点“跳入”虫洞，再从另一个时空点“跳出”，实现“瞬间跨越数万光年”的效果。这一过程中，飞船在虫洞内的运动速度仍低于光速，因此不违反相对论。
虫洞的形成源于时空扭曲的极端情况。当质量足够大的天体（如黑洞）将时空扭曲到极致时，可能会与宇宙中另一个时空点“相连”，形成虫洞。但天然虫洞存在两大缺陷：一是稳定性极差，会因量子效应瞬间坍缩，除非用“奇异物质”（具有负能量密度的物质）支撑洞口，否则任何物体进入前都会被时空挤压撕碎；二是尺寸极小，目前理论预言的天然虫洞直径可能仅为原子核大小，无法容纳飞船通过。不过，物理学家霍金曾提出猜想：未来人类或许能通过人工制造“微型虫洞”，再用能量将其扩大并稳定，使其成为可行的星际通道。
需要强调的是，曲速航行与虫洞穿梭目前均停留在理论阶段，尚未有任何实验证据证明其可行性。但这些理论并非“科幻想象”——它们严格遵循广义相对论的数学框架，是科学家通过严谨推导得出的结论。近年来，随着对暗能量（可能与负质量能量相关）、量子引力（研究时空微观结构）的深入探索，人类正逐步接近验证这些理论的边缘。例如，NASA的“突破摄星计划”虽未直接研究曲速引擎，却在探索如何用激光推动微型探测器接近光速，为星际旅行技术积累基础；而对黑洞和引力波的观测，也在不断完善人类对时空扭曲的认知，为虫洞研究提供新线索。
