Может ли пространство-время искривляться быстрее скорости света?

Если бы вы могли уменьшить расстояние между этим местом и ближайшей звездой, скажем, на четыре световых года, не потребовалось бы четыре года, чтобы это расстояние исчезло? По этой причине не будет ли так называемый «варп-двигатель» непрактичным?

Ответы (1)

Это довольно сложный вопрос для ответа. Основная идея ответа заключается в том, что, поскольку мы используем общую теорию относительности, в которой метрика является динамической, нет хорошего определения «через четыре года».

Сказать, что что-то произойдет через четыре года, означает, что за один раз т 0 , кратчайший путь к этому пункту назначения пересекает его в т 1 "=" т 0 + 4 лет, но это определяется некоторыми геодезическими γ такой, что

т 0 т 1 д т "=" 4   годы
где д т - собственное время, которое зависит от метрики. В то время т 0 , до создания варп-двигателя мы не знаем, что это за показатель. Это всего лишь 4 года, если мы продолжим использовать плоское пространство в будущих предсказаниях.

Тогда возникает вопрос, составляет ли это 4 года для любой метрики, которую мы можем построить. Ответ снова сложен.

Метрика Алькубьерре для этого довольно проста: пузырь можно построить в произвольной области и двигаться с произвольной скоростью. Нет необходимости ждать какого-либо периода времени априори. Но опять же, есть хитрость: метрика Алькубьерра требует для работы материи, которая нарушает условие доминирующей энергии, и в частности условие потока энергии: поток энергии уже движется быстрее света.

Это не обязательно большая проблема (конечно, есть много других проблем). Некоторые явления нарушают условие энергии потока, например эффект Казимира.

Чтобы избежать подобных проблем, был предложен другой тип метрики варп-двигателя - трубка Красникова. Трубка Красникова действительно строится 4 года (или больше), откладывая по пути материю, нарушающую условие слабой энергии, но не условие энергии потока. но из-за того, как он устроен, в то время как путешествие к звезде занимает 4 года или более, путешествие назад может быть сколь угодно коротким и может приблизить вас к дате вашего отъезда сколь угодно близко.

Доказать это немного сложно, но это не нарушает причинно-следственную связь. Хотя это означает, что система из двух трубок Красникова определенно нарушит причинно-следственную связь, если ее правильно расположить.