闵可夫斯基时空是狭义相对论的基本舞台,其以浅近和平坦著称。在传统好奇上,这个四维流形彻底莫得曲率、因果格外或任何“奇异”举止。但是,通过对底本精深的闵可夫斯基时空进行奥妙的拓扑识别,不错构造出一个手艺旅行成为内在特质的六合。这种构造不需要传统好奇上的物资或能量散布AG百家乐透视软件,而是依靠全局拓扑的更动,从而产生闭合类时弧线(CTCs)以及别有洞天的因果特质。
John D. Norton发表在《好意思国物理学杂志》上的一篇著述探讨了一种浅近的手艺旅行时空,这种时空在除了一个锥形奇点外的扫数场地都是度规平坦的。不雅察者沿着类时测地线畅通,最终不错碰到他们往日的我方,况且以相悖的手艺标的腐化。
从闵可夫斯基时空构造手艺旅行
构造一个手艺机器的念念想既优雅又富余启发性。其构造始于圭臬的闵可夫斯基时空,其线元为ds²=−dT²+dX²+dY²+dZ²。在Norton的模子中,通过对两个空间超曲面进行识别来“修改”这个时空。浅近来说,即是将一个超曲面上的点与另一个对应超曲面上的点粘合在一王人,从而在手艺方进取酿成一个“圆柱”。
更精准地说,不错从闵可夫斯基时空中剔除一部分,然后识别范围事件,使得未来的演化“回文”到本人。诚然这种措置看似东谈主为,但在广义相对论框架内是数学上正当的。效果得到的时空在局部与闵可夫斯基时空彻底筹商,但具有允许手艺旅行的非世俗全局拓扑结构。
最浅近的情况触及引入一个锥形奇点——这是一个二维曲面,在该处时常的坐标形色“失效”。访佛于从一张平面纸中切去一块楔形部分再将角落粘合成圆锥的历程,这种识别产生了一个角赤字,恰是这一劣势导致了该修改时空中出现奇特的因果举止。
主要特质与因果结构
该时空最引东谈主注策画特质之一即是它的因果结构。在传统的闵可夫斯基时空中,光锥标的一致,任何类时弧线老是“上前”流动。但是,引入锥形奇点的识别对这些光锥产生了权臣影响。当不雅察者的类时测地线接近奇点时,光锥迟缓“歪斜”,使得粒子或不雅察者最终不错沿着一条回到较早手艺的旅途畅通。
换句话说,全局拓扑结构迫使某些类时弧线变成闭合类时弧线。沿着这么的测地线畅通的不雅察者在富裕长的固偶而之后会碰到往日的我方——诚然伴跟着局部手艺荏苒标的的奇异变化。举例,旅行者可能会阅历联系于渐近闵可夫斯基区域中不雅察者来说“倒流”的手艺。
与之密切关联的效果是该时空不是全局手艺定向的。在一个手艺定向的流形中,不错在每个点上一致地指定“未来”和“往日”。而在这个闵可夫斯基手艺旅行时空中,由于识别引入的回转,ag真人百家乐 229622点co试图界说全局手艺定向将会失败。本体上,若是试图将一个类时向量沿闭合回路平行传输,该向量在回到着手时会发生手艺标的的回转。这种无法赋予全局一致手艺箭头的表象恰是不雅察到“相悖老化”表象的根蒂原因。
测地线举止与碰见往日
由于该修改时空局部处处平坦(除奇点外),其测地线在局部看起来都是直线。但是,识别操作更动了这些测地线的全局延拓。在渐近区域——该区域看起来正如精深的闵可夫斯基时空——测地线发扬得很是旧例况且都是向未来的。但是,当一个惯性不雅察者的旅途在奇点隔邻发生偏折后,该测地线最终“再行插足”另一侧的闵可夫斯基区域,此时在外部区域看来,其畅通联系于坐标手艺呈现向后的趋势。
因此,若是不雅察者沿这么的测地线畅通,他最终将碰到早期的我方。奇妙的是,这两个版块的我方在老化上呈现出相悖的趋势:一个以固偶而上前增长,而另一个则似乎脱离了旧例的手艺进度。需要指出的是,由于锥形奇点的存在,这些闭合测地线在圭臬好奇上并不光滑——至少存在某个点处其导数(即切向量)未按时常神气界说。这一细小问题恰是全局非手艺定向性的平直发扬。
教悔价值与物理品评
构造闵可夫斯基时赤手艺旅行模子具有多重教悔好奇。最初,它纯真地讲解了广义相对论(在其完满的数学本质下)允许出现手艺旅行的解,即使在莫得物资存在的情况下。通过将该模子与更“的确”的时空(如触及旋转黑洞或虫洞的时空)进行对比,不错领略到这种奇异因果结构不一定依赖于奇异能量体式,而不错隧谈由拓扑识别产生。
其次,该例子挑战了咱们对因果性和手艺的直观。一个平坦的时空不错通过“诬蔑”而赢得闭合类时弧线,这迫使咱们再行念念考手艺、因果关连以及手艺箭头的含义。它凸显了好多因果直观是全局性质的,况且不错被隐秘的拓扑操作所破碎。
但是,该时空在物理上也常受到品评。好多东谈主觉得,引入一个产生锥形奇点的识别操作是一种“东谈主工”的措置——这种措置并未得到任何已知物理历程的撑抓。此外AG百家乐透视软件,尽管该模子在数学上是自洽的,但现在尚不了了这么的识别是否能以物理上特好奇的神气收尾。品评者还指出,非全局手艺定向和奇点的存在可能标明该时空只是是一个数学上的好奇解,而非物理上可收尾的模子。不外,四肢教悔器具和探索广义相对论极限的看法探针,这一例子仍然具有极高的劝诱力。