Не могли бы вы дать мне более простое объяснение того, как сверхсветовая скорость позволяет путешествовать во времени, и концепция светового конуса [закрыто]

если я каким-то мгновенным способом доберусь до Солнца (на расстоянии 8 световых минут), затем развернусь и немедленно отправлюсь обратно на Землю таким же образом, я прибуду за 16 минут до того, как уйду. Это правильно? Это аргумент?

Нет. Время возврата может быть любым . В концепции единой системы отсчета или в другом, не нарушающем причинно-следственную связь ослаблении, вы прибудете после того, как уйдете, а не раньше.

Вы можете понять это с самого начала учебника по вашему основному вопросу. Нарисуйте график с одним пространственным измерением, x , по горизонтали и временем по вертикали, чтобы вверх было +t .

Нарисуйте две вертикальные линии, представляющие землю и солнце в покое относительно друг друга (фактическое движение слишком мало, чтобы увидеть его в этом масштабе, где расстояние между вашими линиями, скажем, 8 дюймов, составляет 8 световых минут, а вертикальный масштаб равен 1 дюйму на минута).

Нарисуйте световой конус (как отмечено на некоторых моих иллюстрациях) под углом 45°. Нормальное движение было бы линией, движущейся вверх под наклоном от вертикали. Подумайте об этом: отображайте свое положение каждый раз . Скорость света - это диагональный конус. Свет распространяется по конусу вверх влево или вправо. Нормальное движение остается внутри этого конуса. Вы никогда не двигаетесь со скоростью света ни в направлении x, ни в направлении −x.

Нарисуйте линию вне светового конуса. Это сверхсветовая трасса. Если вы находитесь на Земле в момент времени t = 0, вы можете видеть, что луч света соединит эту точку с положением Солнца в момент времени t = 8 минут. Движение материи происходит более вертикально и, таким образом, пересекает положение Солнца по оси X в более позднее время.

Теперь соедините линию от начальной точки (x=0=Земля, t=0) до (x=8=Солнце, t=4). Эта линия указывает ваше положение в каждый момент времени и является треком ftl.

Проведите линию от (0,0) до (8,−3). Это также сверхсветовой путь (поскольку он лежит за пределами вашего светового конуса) и уходит в прошлое.

Глядя только на 1 систему отсчета, график x vs t представляет собой вполне понятный график.

Сложная часть - это нанесение осей другой системы отсчета на тот же чертеж. Затем понимание того, будет ли дорожка ftl наклонена вверх или вниз, зависит от вашей системы отсчета и не является абсолютной вещью.

В этом-то и загвоздка: любой выбранный сверхсветовой переход можно измерить как путешествие в будущее, одновременное или в прошлое, в зависимости от относительного движения наблюдателя.

Начнем со стандартного сценария относительности одновременности:

Отправной точкой всего является постулат о том, что скорость света не зависит от системы отсчета.

Теперь рассмотрим вокзал. На одном конце платформы есть лестница, а на другом конце просто стена. Ровно посередине платформы стоит лампа. Когда лампа горит, свет удаляется от лампы со скоростью света. Поскольку лампа находится посередине платформы, она достигает лестницы и стены одновременно. Пока ничего необычного.

Однако теперь рассмотрим поезд, проходящий через вокзал и въезжающий со стороны стены. Он не останавливается, а просто движется с постоянной скоростью. И это происходит в тот момент, когда зажигается лампа. Для наблюдателя в поезде свет снова движется со скоростью света. Но платформа тоже движется. Поэтому свету приходится играть в догонялки со стеной, пока приближается лестница. Поэтому очевидно, что свет попадет на лестницу раньше, чем на стену.

Поэтому события «свет достигает лестницы» и «свет достигает стены», происходящие для наблюдателя на платформе в одно и то же время, для наблюдателя в поезде происходят в разное время.

В частности, если у наблюдателя в поезде есть устройство, которое может посылать сверхсветовые сигналы, он может использовать его, чтобы послать сообщение не с лестницы, когда туда приходит свет, и получить его позже, кроме стены, когда свет достигает стены. .

Теперь добавим еще один поезд, идущий в обратном направлении. Конечно, та же аргументация применима и к этому другому поезду, но поскольку он движется в другом направлении, теперь свет должен играть в догонялки с лестницей, пока приближается стена. Следовательно, наблюдатель в этом поезде обнаружит, что свет достигает стены раньше, чем достигает лестницы.

Теперь снова рассмотрим приведенный выше сверхсветовой сигнал. Этот сверхсветовой сигнал был отправлен, когда свет достиг лестницы, и был получен, когда свет достиг стены. Но для этого наблюдателя свет достиг лестницы после того , как достиг стены. Поэтому сообщение FTL было отправлено в прошлое.

И, конечно же, если у этого наблюдателя тоже есть сверхсветовое устройство, он может послать сигнал от события стены к событию лестницы. В самом деле, если он пошлет немного быстрее, он может отправить даже после того , как свет достигнет стены, и он прибудет до того, как свет достигнет лестницы. Что позволяет ему реагировать на то, что было отправлено с первым сверхсветовым сигналом.

Но если сигнал приходит на лестницу раньше, чем свет, это, в частности, означает, что он приходит до того, как исходный сигнал был отправлен оттуда. Таким образом, у нас есть явная причинно-следственная петля, поскольку наблюдатель в первом поезде теперь может отреагировать на ответ на свое сообщение до того, как он отправит сообщение.

Чтобы превратить это в полноценное путешествие во времени, вам нужно только, чтобы человек вместо сообщения совершил два сверхсветовых путешествия и попросил человека пересесть на поезд (для чего требуется только обычное досветовое ускорение). Очевидно, времени слишком мало, чтобы сделать это с поездами, но с космическими кораблями и межзвездными расстояниями это было бы вполне выполнимо.

Я предлагаю попробовать эту статью «Графическая гибель сверхсветовой скорости» Г. Дэвида Нордли на его веб- сайте , и она находится в формате PDF. Так что вы можете скачать его, чтобы учиться на досуге.

Что хорошо в статье Джерри, так это то, что он закладывает основу, объясняя основы специальной теории относительности, прежде чем заняться релятивистскими парадоксами, возникающими в результате сверхсветовых событий.

Не ждите, что ответы будут очевидны. Не торопитесь и постарайтесь понять по одному биту за раз.

Вопрос, который вы задаете о путешествии к Солнцу с помощью мгновенного сверхсветового двигателя, должен быть простым и на него легко ответить. Я нигде не видел, чтобы кто-то рассчитывал или показывал, как производятся расчеты, чтобы вычислить время, за которое сверхсветовое судно путешествует из одного места в другое и обратно. Если это озадачивает вас, не сомневайтесь, вы не одиноки.