Отсутствие сверхсветовой информации означает отсутствие сверхсветовых путешествий?

Общее мнение в научном сообществе состоит в том, что невозможно передавать информацию быстрее скорости света.

Также есть предположение, что с помощью привода Алькубьерре можно открывать червоточины или путешествовать со скоростью, превышающей скорость света.

Не сделает ли первый пункт невозможным второй? Если бы обе точки были действительными, вы бы получили противоречие, потому что вы могли бы закодировать сообщение в полезной нагрузке привода Алькубьерре (или отправить гонца через сверхсветовой космический корабль) и, следовательно, передать информацию быстрее скорости света? Или это непонимание невозможности передачи информации быстрее скорости света?

С червоточинами это в значительной степени обходится стороной, потому что на самом деле ничто не движется быстрее скорости света, а движется по короткому пути в пространстве-времени. По сути, вы жульничаете, так что это не особенно интересно и не нарушает никаких законов физики, насколько я понимаю.

Нет никаких оснований полагать, что червоточины или двигатель Алькубьерре позволят вам добраться до места назначения быстрее света в плоском пространстве-времени. Не забывайте, что вы искривляете пространство- время — расстояние кажется короче, но время течет медленнее. Пространство-время почти идеально плоское, «коротких путей» нет. Червоточины по-прежнему имеют преимущества при путешествии в плоском пространстве-времени (например, вам не нужно так сильно ускоряться), но они не позволяют перемещаться в сверхсветовых масштабах. Это просто хорошо для приостановки веры в научную фантастику; не думаю, что это работает таким образом в реальном мире.
@Luaan Это был бы хороший ответ.
«Пространство-время почти идеально плоское» — до тех пор, пока вы его не согните, в этом и весь смысл.
@Luaan «не думаю, что [червоточины] так работают в реальном мире» — забавное утверждение ;-).
Что касается фактического вопроса, то ответ, конечно, да. Информация закодирована в реальных объектах, которые вы отправляете FTL (например, в листе бумаги с надписью «Ред Сокс выиграли Мировую серию» на нем).

Ответы (4)

Обратите внимание, что я далеко не эксперт в этой области, поэтому извините, если я не углубляюсь так глубоко, как вам хотелось бы.

Общее мнение в научном сообществе состоит в том, что невозможно передавать информацию быстрее скорости света.

Эта идея исходит из специальной теории относительности. Если бы информация распространялась быстрее скорости света, причинно-следственная связь была бы нарушена. Это не принимает во внимание решения уравнений общей теории относительности таких вещей, как червоточины.

Также есть предположение, что с помощью привода Алькубьерре можно открывать червоточины или путешествовать со скоростью, превышающей скорость света.

Идея червоточин или двигателя Алькубьерра исходит из решений уравнений общей теории относительности. В настоящее время мы не знаем, возможны ли эти вещи физически, но они не нарушают первый пункт, потому что в локальном пространстве-времени объекта ничто не движется со скоростью, превышающей скорость света. Само пространство-время манипулируется для того, чтобы произошло это «путешествие со скоростью, превышающей скорость света».

Как упоминалось в комментариях, основные «препятствия» для создания червоточин или двигателей Алькубьерре связаны не с вашей первой точкой зрения, а скорее с отсутствием наблюдения за средствами, необходимыми для их создания (отрицательная масса, бесконечная энергия и т. д.)

«они не нарушают первый пункт, потому что в локальном пространстве-времени объекта ничто на самом деле не движется быстрее скорости света». Но по отношению к другим системам отсчета объекты определенно движутся быстрее света, в этом и вся суть.
@DanYand Спасибо за разъяснения в вашем ответе. Я сделал свой комментарий, потому что, как я понял, ОП, он особенно заинтересован в последствиях крупномасштабного нарушения c (например, движение не быстрее, чем скорость света, «обычно» путешествия вызывают проблемы причинно-следственной связи). Другими словами, то, что c не превышается в малом масштабе, не было целью вопроса (но является точкой зрения физики, как объясняют вы и другие вопросы и ответы, на которые вы ссылались в своем ответе).
@PeterA.Schneider Вы поднимаете хорошие оценки и заставляете меня дважды подумать об этом - и это хорошо. Крупномасштабные нарушения причинно-следственной связи предотвращаются, если пространство-время глобально гиперболично, но я не смог проверить это условие в случаях червоточины/Алькубьерре, так что вы правы; здесь действительно есть интересный вопрос, и мне нужно подумать над ним более тщательно.

Алькубьер Драйв тоже жульничает. Они существенно сокращают расстояние до места назначения, так что, даже если вы не движетесь локально быстрее, чем с, вы можете добраться туда за меньшее время, чем требуется свету, чтобы добраться туда через плоское пространство.

Значит, расстояние также сокращается для всех, кто не находится на вашем космическом корабле? Звучит как хороший способ испортить вселенную.
@immibis Откуда ты это взял? Даже в специальной теории относительности пространственное расстояние между точками не обязательно одинаково в двух разных системах отсчета.
@probably_someone «Они существенно сокращают расстояние до пункта назначения» - если оно сокращается только для людей в космическом корабле, но не для людей снаружи, то люди снаружи все равно видят, что вы несете информацию быстрее света, не так ли?
@immibis Да, что ничего не противоречит в этом ответе. Этот ответ говорит только о том, что вещи внутри области искривленного пространства локально не движутся быстрее, чем с .
Другой способ взглянуть на это - отметить, что если бы вы стояли рядом с кораблем с двигателем Алькубьерре, когда он уходил, и светили фонарем параллельно направлению его движения, свет от этого фонаря пришел бы в то же время, что и корабль. что было бы быстрее, чем оно прибыло бы, если бы корабля там не было (потому что он был бы пойман в ваш «варп-пузырь», из-за отсутствия лучшего термина, и прошел бы тот же — сокращенный — путь, что и корабль).
@anaximander Так что я сказал - расстояние также сокращается для наблюдателей, которые не находятся на космическом корабле. Звучит как хороший способ испортить вселенную.
@immibis Вопрос о том, «запуталась» ли вселенная, не является предметом разговора.
Привод создает локализованный пузырь. Если вы находитесь в этом пузыре, вы получите пользу от его эффектов. Поскольку любой из этих способов (червоточины или А-двигатели) позволяет нам попасть куда-то раньше света - да, они могут привести к парадоксу.

В нескольких других ответах уже подчеркивалось, что FTL должен быть невозможен только локально , и это верно, говорим ли мы о передаче информации или транспортировке физического объекта. Это отвечает на вопрос.

Если мы отбросим оговорку о «локальности», то сверхсветовая дальность станет обыденной. В контексте космологии это было подчеркнуто в другом посте:

Что говорит общая теория относительности об относительных скоростях объектов, находящихся далеко друг от друга?

Здесь я приведу еще один пример, чтобы показать, насколько скучным становится FTL, если мы отбросим оговорку о «местности».

Рассмотрим два момента А и Б , оба с радиальной координатой р "=" 3 М в пространстве-времени Шварцшильда (в обычной системе координат). При таком радиусе круговая орбита возможна только для чего-то, что движется со скоростью света. Теперь предположим, что угловые координаты этих двух точек равны ф А "=" 0 и ф Б "=" 2 π / 1000 , соответственно. Мы можем послать световой импульс по круговой орбите из А к Б в любом из двух направлений: короткий путь (увеличение ф ), или длинный путь вокруг черной дыры (уменьшение ф ). Если световые импульсы 1 и 2 оба уходят А в то же время, но пульс 1 идет коротким путем и пульсирует 2 идет долгий путь, затем пульс 1 прибывает Б перед пульсом 2 делает. Это инвариантное утверждение, верное для всех наблюдателей. Это (скучно) FTL, потому что пульс 1 прибыл до пульса 2 хотя пульс 2 все это время ехал со скоростью света .

Вот в чем суть: если мы не будем принимать во внимание важнейшее «местное» предостережение в обычном утверждении, что информация/объекты не могут быть перенесены в сверхсветовую скорость, то для достижения сверхсветовой скорости нам не потребуется ничего столь экзотичного, как червоточина.

Приложение

Этот ответ был написан в предположении, что пространство-время не содержит замкнутых времяподобных кривых. Согласно отчету Алькубьерре ( https://arxiv.org/abs/gr-qc/0009013 ), пространство-время привода Алькубьерре не содержит замкнутых времяподобных кривых. В таком пространстве-времени причинно-следственная связь безопасна, несмотря на (приземленный) тип сверхсветовой скорости, описанный выше.

Напротив, метрика Керра для вечно вращающейся черной дыры действительно содержит замкнутые времяподобные кривые (скрытые за горизонтом событий), и это противоречит причинно-следственной связи — по крайней мере, так было бы, если бы мы продолжали доверять общей теории относительности в тех условиях, которые, возможно, не быть правильным поступком.

Связанный: Как «варп-двигатель» не нарушает причинно-следственных ограничений специальной теории относительности?

Под «локальным» вы подразумеваете «расстояния, малые по отношению к кривизне пространства-времени», верно? Потому что окрестности черной дыры можно считать «локальными» в космологических терминах. И гипотетические червоточины, как и черные дыры, делают сверхсветовые «возможны» именно потому, что они (гипотетически) искривляют пространство-время в достаточно малых масштабах, чтобы стать интересными для людей.
Поскольку этот ответ, возможно, частично вдохновлен нашим обменом комментариями выше, позвольте мне добавить, что для меня было новостью, что порог скорости света недействителен (или, скорее, бессмысленен) в большом масштабе (я полагаю, как и выше, «большой» с относительно кривизны). Я полагаю, что это также было новостью для ОП, поэтому я сделал комментарий выше. Максимум = с из специальной теории относительности настолько укоренилось, что можно подумать, что «нарушение» его в больших масштабах вызвало всевозможные разрушения причинно-следственных связей и прочее. Я думаю, что вопрос был об этом. По-видимому, это не так; мир идет просто отлично. Почему?
@PeterA.Schneider Хорошие вопросы. Я действительно должен был определить, что я имел в виду под «местным», поскольку я утверждал, что это так важно. Возможно, самым безопасным способом определить «не локальные сверхсветовые» было бы «события в п не может влиять на события в д если п и д не связаны никакой времениподобной или светоподобной мировой линией». Это защищает причинность. В небольшой области, где кривизна незначительна, это условие сводится к обычной интуиции. Самосогласованность встроена в это условие, по крайней мере, если нет замкнутых времениподобных кривых ...

В 2001 году, используя сверхсветовое распространение с усилением, Лиджун Ван, Артур Догариу и Александр Кузьмич из Исследовательского института NEC в Принстоне, штат Нью-Джерси, возбудили цезий до газообразного состояния, которое резонирует со световыми частотами, и протолкнули лазерные импульсы световых волн через газ. Там свет восстанавливается на противоположном конце испытательной камеры в тот момент, когда кончик импульса касается входа в камеру. По словам Ванга, «... чистый эффект можно рассматривать как то, что время, необходимое световому импульсу для прохождения через подготовленную атомную среду, является отрицательным». Лазерные сигналы приходят до того, как они полностью исчезнут, но не раньше, чем они начнут уходить. Кажется, что они существуют одновременно в двух местах.

Отсутствие сверхсветовой информации означает отсутствие сверхсветовых путешествий?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v