О возможности замкнутых времениподобных кривых

Я много смотрел на Closed Timelike Curves , и как, если теория допускает эти кривые, она не учитывает причинно-следственную связь. Я понимаю это насчет самих кривых (Парадокс дедушки), но не могу понять, как теория может допустить такие структуры, поскольку они кажутся «геометрически» невозможными в пространстве-времени.

Насколько я понимаю, CTC — это просто мировые линии, которые зацикливаются на самих себе и поэтому закрыты. Проблема возникает, когда я на самом деле пытаюсь изобразить ЗАКРЫТУЮ мировую линию: если я начну с точки в пространстве-времени Минковского и нарисую любую замкнутую кривую, часть ее всегда будет пространственноподобной, и, следовательно, кривая никогда не будет полностью времениподобной . Значение Невозможно нарисовать CTC.

Итак, мой вопрос: как теория может допускать такие мировые линии, если фундаментальные принципы, лежащие в основе геометрии пространства-времени, просто запрещают это?

На самом деле, математика показывает, что возможно иметь искривленное пространство Минковского с непрерывной биекцией к р 4 и замкнутая времениподобная кривая. Может быть, кто-нибудь может написать ответ, который обсуждает это. Я не хочу сам писать такой ответ, потому что боюсь, что в конечном итоге это будет ответ низкого качества.

Ответы (1)

В специальной теории относительности CTC не может существовать (по крайней мере, я так не думаю), но в общей теории относительности есть решения, включающие CTC. Самым известным, вероятно, является решение Гёделя для вращающейся Вселенной . Привод Алькубьерре также можно было использовать для создания CTC, как и любой сверхсветовой механизм. Также см. цилиндр Типлера и, вероятно, многие другие примеры, которые я не могу вспомнить.

Однако ни один из этих примеров ЦОК не является реалистичным. В своей статье о гипотезе защиты хронологии Хокинг доказал, что замкнутые времениподобные кривые не могут быть созданы в конечной системе без использования экзотической материи. Вселенная Геделя обходит это, потому что она бесконечна, в то время как другие хитрые идеи, такие как двигатель Алькубьерре, требуют экзотической материи .

Итак, насколько нам известно, Вселенная не вращается и экзотической материи не существует. Так что (я полагаю) большинство физиков не верят, что путешествия во времени возможны, даже несмотря на то, что у уравнения Эйнштейна есть решения, которые позволяют это сделать.

Вы правы, их не может быть в Минковски. Что интересно, они возможны в пространстве Анти-де Ситтера... Это сразу видно по вложению А г С Д в Д + 1 мерное пространство Минковского и рисование рисунка.
@Danu Под AdS физики обычно подразумевают универсальное покрытие AdS.
@ungerade Я далек от эксперта, поэтому, пожалуйста, уточните, если хотите! Может быть, вы можете объяснить, как это устраняет CCT?
@JohnRennie Я видел это, но мне это не очень помогло.
@Danu Когда вы соединяете две стороны листа бумаги (который является «настоящей» рекламой), вы можете ходить по нему по кругу (временноподобные замкнутые кривые). Поскольку мы этого не хотим, мы снова распрямляем бумагу (т. е. отсоединяем две стороны).
@ungerade ... и две теперь разъединенные стороны становятся т ± ?
@ Дану Да. Так что AdS в физике обычно является универсальным прикрытием реального AdS
Вы имеете в виду, что, предполагая теорию большого взрыва, можно показать, что общая теория относительности никогда не создаст замкнутую временную кривую?
Тем не менее, уже довольно давно были обнаружены регулярные пространства-времени, подходящие для путешествий во времени и удовлетворяющие энергетическим условиям. То есть им не нужна экзотическая материя. Например это: arxiv.org/pdf/gr-qc/0503077.pdf