Lukket tidslignende kurve

Lukket tidslignende linje eller lukket tidslignende kurve ( engelsk  lukket tidslignende kurve , CTC [1] ) i matematisk fysik  er en tidslignende kurve på Lorentz -manifolden , der vender tilbage til det oprindelige rum-tidspunkt , det vil sige en lukket verdenslinje for en partikel i rum-tid [2] . Eksistensen af ​​sådanne linjer inden for rammerne af den generelle relativitetsteori blev først bragt til bred diskussion af Kurt Gödel i 1949 på grundlag af hans nøjagtige løsning af Einstein-ligningerne , kendt som Gödel-metrikken , selvom den første løsning af denne type blev opnået tidligere , i 1937, af Willem van Stockum . Lignende kurver forekommer i andre løsninger, såsom " Tipler cylinder " og " traversable ormhole ". Eksistensen af ​​lukkede tidslignende kurver tillader tidsrejser med alle de paradokser , der er forbundet med det .

Nogle fysikere foreslår, at den fremtidige teori om kvantetyngdekraft vil pålægge et forbud mod eksistensen af ​​lukkede tidslignende linjer. Stephen Hawking kaldte denne idé for hypotesen om kronologibeskyttelse .  Andre videnskabsmænd har fremsat en model kaldet kronologisk censur , ifølge hvilken enhver lukket tidslignende kurve i en given rumtid skal passere gennem begivenhedshorisonten . I dette tilfælde er der for en observatør, der er uden for begivenhedshorisonten, ingen krænkelse af kausalitetsprincippet [3] .  

Generel relativitetsteori

Udover Gödel-metrikken er lukkede tidslignende kurver til stede i nogle andre kendte rumtider:

• Minkowski - cylinderen er Minkowski -rummet , hvori identifikationen er lavet , hvor  er en eller anden konstant;
• Mizner-rum (specifik orbifold af Minkowski-rummet);
• Kerrs løsning (model af et roterende sort hul med nulladning med lukkede tidslignende linjer under horisonten);
• Metrikken for et tredimensionelt sort hul Bagnados - Teitelboim - Zanelli ( engelsk  BTZ sort hul )
• Van Stockum dust er en   model af en cylindrisk symmetrisk støvkonfiguration.
• Bonnor-Stadman løsning, der beskriver tilstanden af ​​et laboratorieeksperiment med to roterende kugler;
• Univers med to parallelle kosmiske strenge , der bevæger sig i forhold til hinanden , foreslået af J. Richard Gott ;
• Anti-de Sitter space [4] ;
• Traversable aausale retrograde domæner i rumtid (TARDIS) [5] [6]

Eksperimenter med metamaterialer

I 2011 simulerede Igor Smolyaninov og Yu Ju Hoon fra University of Maryland, ved hjælp af lysstråler, der passerer inde i et metamateriale , bevægelsen af ​​en massiv partikel i (2 + 1) Minkowski-rummet (ved at udnytte ligheden mellem det matematiske apparat, der beskriver disse fænomener) [7] . Selvom hovedmålet var at studere mekanismerne bag Big Bang , forsøgte videnskabsmænd også at konstruere et metamateriale, der modellerer lukkede tidslignende linjer. De opdagede de interne restriktioner pålagt partiklers bevægelse, hvilket forbød den samtidige bevægelse langs den tidslignende dimension og i en cirkel i rummet [8] . Hvis deres model kan overføres til det observerbare univers, så viser den umuligheden af, at der eksisterer lukkede tidslignende linjer.

Tidslignende databehandling

Tidslignende beregning er beregning på en kvantecomputer (mere sjældent klassisk) der har adgang til en lukket tidslignende kurve og derfor er i stand til at sende resultatet af beregningen ind i sin egen fortid. Ideen om sådanne beregninger blev foreslået af Hans Moravek i 1991. I modsætning til mange tidsmaskineimplementeringsordninger modsiger sådan tidsløkkelogik ikke Novikovs selvkonsistensprincip [9] [10] .

Noter

1. ↑ Sikkerhedsprincippet: Langs tidslignende linjer Kurvilineære baner i rumtid overtræder Heisenbergs usikkerhedsprincip. . Hentet 25. februar 2015. Arkiveret fra originalen 25. februar 2015. (ubestemt)
2. ↑ Leonid Popov. Kvantetidsmaskinen løser paradokset ved morfaderens mord . MEMBRANA (22. juli 2010). Hentet 6. marts 2011. Arkiveret fra originalen 23. juli 2012. (ubestemt)
3. ↑ Monroe H. Er kausalitetskrænkelser uønskede?  (engelsk) // Foundations of Physics / Gerard 't Hooft - Springer Science + Business Media , 2008. - Vol. 38, Iss. 11. - S. 1065-1069. — ISSN 0015-9018 ; 1572-9516 - doi:10.1007/S10701-008-9254-9 - arXiv:gr-qc/0609054
4. ↑ Syng J. L. Generel relativitetsteori. - M. : IL, 1963. - S. 228.
5. ↑ Tippett B. K., Tsang D. Traversable aausale retrograde domæner i rumtid  // Classical and Quantum Gravity / C. M. Will - IOP Publishing , 2017. - Vol. 34, Iss. 9. - P. 095006. - ISSN 0264-9381 ; 1361-6382 - doi:10.1088/1361-6382/AA6549 - arXiv:1310.7985
6. ↑ Forskere har skabt en matematisk model af tidsmaskinen  (russisk) . Arkiveret fra originalen den 30. juli 2017. Hentet 22. juni 2017.
7. ↑ Usynlighedskappen hjalp med at simulere Big Bang . CNews R&D (13. april 2011). Hentet 3. maj 2011. Arkiveret fra originalen 18. januar 2012. (ubestemt)
8. ↑ Smolyaninov I. I., Hung Y. Modellering af tid med metamaterialer  (engelsk) // Optical Society of America. Tidsskrift B: Optisk fysik - 2011. - Vol. 28, Iss. 7. - P. 1591. - ISSN 0740-3224 ; 1520-8540 - doi:10.1364/JOSAB.28.001591 - arXiv:1104.0561
9. ↑ Deutsch D. Kvantemekanik nær lukkede tidslignende linjer  (engelsk) // Phys. Rev. D / American Physical Society - APS , 1991. - Vol. 44, Iss. 10. - P. 3197-3217. — ISSN 1550-7998 ; 1550-2368 ; 0556-2821 ; 1089-4918 ; 2470-0010 - doi:10.1103/PHYSREVD.44.3197 - PMID:10013776
10. ↑ Aaronson S., Watrous J. Lukkede tidslignende kurver gør kvante- og klassisk databehandling ækvivalente  // Proc . R. Soc. A - Royal Society , 2009. - Vol. 465, Iss. 2102. - S. 631-647. — ISSN 1364-5021 ; 0962-8444 ; 1471-2946 - doi:10.1098/RSPA.2008.0350 - arXiv:0808.2669