Kann sich die Raumzeit schneller als das Licht krümmen?

Dies ist eine ziemlich komplizierte Frage zu beantworten. Die Grundidee hinter der Antwort ist, dass es keine gute Definition von "es ist vier Jahre entfernt" gibt, da wir die allgemeine Relativitätstheorie verwenden, in der die Metrik dynamisch ist.

Zu sagen, dass etwas vier Jahre entfernt ist, bedeutet das auf einmal$t_0$, der kürzeste Weg zu diesem Ziel schneidet es bei$t_1 = t_0 + 4$Jahre, aber dies wird durch einige Geodäten definiert$\gamma$so dass

$$\int_{t_0}^{t_1} d\tau = 4 \ \text{years}$$ Wo $d\tau$ist die Eigenzeit, die von der Metrik abhängt. Damals $t_0$, bevor der Warp-Antrieb gebaut ist, wissen wir nicht, was diese Metrik ist. Es sind nur noch 4 Jahre, wenn wir in zukünftigen Vorhersagen weiterhin den flachen Raum verwenden.

Dann stellt sich die Frage, ob es 4 Jahre für irgendeine Metrik sind, die wir konstruieren können. Die Antwort ist wieder einmal kompliziert.

Die Alcubierre-Metrik ist dafür ziemlich einfach: Die Blase kann in einer beliebigen Region gebaut werden und sich mit einer beliebigen Geschwindigkeit bewegen. Es besteht keine Notwendigkeit, a priori einen Zeitraum abzuwarten. Aber andererseits gibt es einen Trick: Die Alcubierre-Metrik erfordert, dass Materie funktioniert, die die dominante Energiebedingung verletzt, und insbesondere die Flussenergiebedingung: Der Energiefluss geht bereits schneller als Licht.

Dies ist nicht unbedingt ein großes Problem (es gibt natürlich viele andere Probleme damit). Einige Phänomene brechen die Flussenergiebedingung, wie der Casimir-Effekt.

Um diese Art von Problemen zu vermeiden, wurde eine andere Art von Warp-Antriebsmetrik vorgeschlagen, die Krasnikov-Röhre. Die Krasnikov-Röhre braucht 4 Jahre (oder länger), um gebaut zu werden, wobei Materie verlegt wird, die die schwache Energiebedingung verletzt, aber nicht die Flussenergiebedingung auf dem Weg. aber aufgrund der Art und Weise, wie es konstruiert ist, kann die Reise zum Stern, während die Reise zum Stern 4 Jahre oder länger dauert, beliebig kurz sein und Sie Ihrem Abreisedatum beliebig nahe bringen.

Der Beweis ist etwas schwierig, aber dies verletzt nicht die Kausalität. Dies bedeutet jedoch, dass ein System aus zwei Krasnikov-Röhren bei richtiger Positionierung definitiv die Kausalität verletzt.