Zárt időszerű görbe

A zárt idővonal vagy zárt időszerű görbe ( angolul  closed timelike curve , CTC [1] ) a matematikai fizikában  egy időszerű görbe a Lorentz- sokaságon , amely visszatér az eredeti tér-idő ponthoz , vagyis egy részecske zárt világvonalához . téridő [2] . Az ilyen egyenesek létezését az általános relativitáselmélet keretein belül először Kurt Gödel vetette széles körben szóba 1949 -ben az Einstein-egyenletek pontos megoldása , a Gödel-metrika alapján, bár az első ilyen típusú megoldást már korábban megkapták. , 1937-ben, Willem van Stockum . Hasonló görbék más megoldásokban is előfordulnak, mint például a " Billenőhenger " és a " átjárható féreglyuk ". A zárt időszerű görbék megléte lehetővé teszi az időutazást a hozzá kapcsolódó összes paradoxonnal együtt .

Egyes fizikusok azt sugallják, hogy a kvantumgravitáció jövőbeli elmélete betiltja a zárt időszerű vonalak létezését. Stephen Hawking ezt az elképzelést kronológiavédelmi sejtés hipotézisnek nevezte .  Más tudósok a kronológiai cenzúrának nevezett modellt terjesztették elő , amely szerint egy adott téridőben minden zárt időszerű görbének át kell haladnia az eseményhorizonton . Ebben az esetben az eseményhorizonton kívül tartózkodó megfigyelő esetében nem sérül az oksági elv [3] .  

Általános relativitáselmélet

A Gödel-metrika mellett zárt időszerű görbék vannak jelen néhány más ismert téridőben is:

• A Minkowski - henger a Minkowski- tér , amelyben az azonosítás történik , ahol  valamilyen állandó;
• Mizner tér (a Minkowski tér sajátos orbifoldja );
• Kerr megoldása (egy forgó fekete lyuk modellje nulla töltéssel, zárt időszerű vonalakkal a horizont alatt);
• A háromdimenziós fekete lyuk mérőszáma Bagnados - Teitelboim - Zanelli ( angolul  BTZ black hole )
• A Van Stockum por egy  hengerszimmetrikus porkonfiguráció modellje . 
• Bonnor-Stadman megoldás, amely egy két forgó golyóval végzett laboratóriumi kísérlet állapotát írja le;
• Univerzum két párhuzamos kozmikus húrral , amelyek egymáshoz képest mozognak , J. Richard Gott javasolta ;
• Anti-de Sitter tér [4] ;
• Bejárható kauzális retrográd tartományok a téridőben (TARDIS) [5] [6]

Kísérletezzen metaanyagokkal

2011-ben Igor Smolyaninov és Yu Ju Hoon a Marylandi Egyetemről egy metaanyagon belül áthaladó fénysugarakat használva szimulálták egy hatalmas részecske mozgását a (2 + 1) Minkowski térben (kihasználva a matematikai apparátus hasonlóságát, amely leírja ezek a jelenségek) [7] . Bár a fő cél az ősrobbanás mechanizmusainak tanulmányozása volt, a tudósok megpróbáltak egy olyan metaanyagot is felépíteni, amely zárt időszerű vonalakat modellez. Felfedezték a részecskék mozgására vonatkozó belső korlátozásokat, amelyek megtiltják az egyidejű mozgást az időszerű dimenzió mentén és körben a térben [8] . Ha modelljük átvihető a megfigyelhető Univerzumba, akkor ez a zárt időszerű vonalak létezésének lehetetlenségét mutatja.

Időszerű számítástechnika

Az időszerű számítás egy kvantum (ritkábban klasszikus) számítógépen végzett számítás, amely hozzáfér egy zárt időszerű görbéhez, és ezért a számítás eredményét képes elküldeni a saját múltjába. Az ilyen számítások ötletét Hans Moravek javasolta 1991-ben. Sok időgép-megvalósítási sémával ellentétben az ilyen időhurok logika nem mond ellent Novikov önkonzisztencia-elvének [9] [10] .

Jegyzetek

1. ↑ A bizonyosság elve: Időbeli vonalak mentén A téridő görbe vonalú pályái sértik a Heisenberg-féle bizonytalansági elvet. . Letöltve: 2015. február 25. Az eredetiből archiválva : 2015. február 25.. (határozatlan)
2. ↑ Leonyid Popov. A kvantumidőgép feloldja a nagyapa meggyilkolásának paradoxonát . MEMBRÁNA (2010. július 22.). Letöltve: 2011. március 6. Az eredetiből archiválva : 2012. július 23. (határozatlan)
3. ↑ Monroe H. Nemkívánatosak-e az ok-okozati összefüggések megsértése?  (angol) // A fizika alapjai / Gerard 't Hooft - Springer Science + Business Media , 2008. - Vol. 38, Iss. 11. - P. 1065-1069. — ISSN 0015-9018 ; 1572-9516 - doi:10.1007/S10701-008-9254-9 - arXiv:gr-qc/0609054
4. ↑ Sing J. L. Általános relativitáselmélet. - M. : IL, 1963. - S. 228.
5. ↑ Tippett B. K., Tsang D. Traversable acausal retrograde domains in spacetime  // 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. ↑ A tudósok elkészítették az időgép matematikai modelljét  (orosz) . Archiválva az eredetiből 2017. július 30-án. Letöltve: 2017. június 22.
7. ↑ A láthatatlanná tevő köpeny segített szimulálni az Ősrobbanást . CNews K+F (2011. április 13.). Letöltve: 2011. május 3. Az eredetiből archiválva : 2012. január 18.. (határozatlan)
8. ↑ Smolyaninov I. I., Hung Y. Modeling of time with metamaterials  (angol) // Optical Society of America. Folyóirat B: Optikai fizika - 2011. - Vol. 28, Iss. 7. - P. 1591. - ISSN 0740-3224 ; 1520-8540 - doi:10.1364/JOSAB.28.001591 - arXiv:1104.0561
9. ↑ Deutsch D. Quantum mechanics near closed timelike lines  (angol) // Phys. Fordulat. 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. A zárt időszerű görbék a kvantumot és a klasszikus számítástechnikát egyenértékűvé teszik  // Proc . R. Soc. A – Royal Society , 2009. – Vol. 465, Iss. 2102. - P. 631-647. — ISSN 1364-5021 ; 0962-8444 ; 1471-2946 - doi:10.1098/RSPA.2008.0350 - arXiv:0808.2669