Keine FTL-Informationen implizieren keine FTL-Reise?

Beachten Sie, dass ich weit davon entfernt bin, ein Experte auf diesem Gebiet zu sein, also entschuldigen Sie, wenn ich nicht so tief gehe, wie Sie möchten.

Der allgemeine Konsens in der wissenschaftlichen Gemeinschaft ist, dass es unmöglich ist, Informationen schneller als Licht zu übertragen.

Diese Idee stammt aus der speziellen Relativitätstheorie. Wenn sich Informationen schneller als mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, wird die Kausalität völlig durcheinander gebracht. Dies berücksichtigt nicht die Lösungen der allgemeinen Relativitätsgleichungen von Dingen wie Wurmlöchern.

Es gibt auch Spekulationen, dass es möglich sein könnte, mit einem Alcubierre Drive Wurmlöcher zu öffnen oder schneller als Licht zu reisen.

Die Idee von Wurmlöchern oder einem Alcubierre-Antrieb stammt von Lösungen von Gleichungen in der Allgemeinen Relativitätstheorie. Wir wissen derzeit nicht, ob diese Dinge physikalisch möglich sind oder nicht, aber sie verletzen den ersten Punkt nicht, weil sich innerhalb der lokalen Raumzeit des Objekts tatsächlich nichts schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Die Raumzeit selbst wird manipuliert, damit diese „schneller als Licht Reise“ stattfinden kann.

Wie in den Kommentaren erwähnt, liegen die Haupthindernisse bei der Herstellung von Wurmlöchern oder Alcubierre-Antrieben nicht in Ihrem ersten Punkt, sondern darin, dass Sie die zu ihrer Herstellung erforderlichen Mittel noch nicht beachtet haben (negative Masse, unendliche Energie usw.).

Alcubierre Drives betrügen auch. Sie verkürzen im Wesentlichen die Entfernung zu Ihrem Ziel, sodass Sie, obwohl Sie sich lokal nicht schneller als c bewegen, in kürzerer Zeit dorthin gelangen können, als Licht benötigt, um durch den flachen Raum dorthin zu gelangen.

Einige andere Antworten haben bereits betont, dass FTL nur lokal unmöglich sein soll , und das gilt unabhängig davon, ob es sich um die Übertragung von Informationen oder den Transport eines physischen Objekts handelt. Dies beantwortet die Frage.

Wenn wir den „lokalen“ Vorbehalt fallen lassen, wird FTL alltäglich. Im Kontext der Kosmologie wurde dies in einem anderen Beitrag betont:

Was sagt die Allgemeine Relativitätstheorie über die Relativgeschwindigkeiten weit voneinander entfernter Objekte aus?

Hier werde ich ein weiteres Beispiel erwähnen, um nach Hause zu fahren, wie langweilig FTL wird, wenn wir die „lokale“ Einschränkung fallen lassen.

Betrachten Sie zwei Punkte$A$Und$B$, beide mit radialer Koordinate$r=3M$in der Schwarzschild-Raumzeit (im üblichen Koordinatensystem). Bei diesem Radius ist eine kreisförmige Umlaufbahn nur für etwas möglich, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Nehmen wir nun an, dass die Winkelkoordinaten dieser beiden Punkte sind$\phi_A=0$Und$\phi_B=2\pi/1000$, bzw. Wir können einen kreisrunden Lichtimpuls aus senden$A$Zu$B$in eine von zwei Richtungen: der kurze Weg (ansteigend$\phi$) oder der lange Weg um das Schwarze Loch herum (abnehmend$\phi$). Wenn Lichtpulse$1$Und$2$beide gehen$A$gleichzeitig aber Puls$1$geht den kurzen Weg und Puls$2$geht den langen Weg, dann Puls$1$kommt an um$B$vor Puls$2$tut. Dies ist eine unveränderliche Aussage, die für alle Beobachter gilt. Das ist (langweiliges) FTL, weil Puls$1$vor dem Puls angekommen$2$obwohl Puls$2$war die ganze Zeit mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs .

Hier ist der Punkt: Wenn wir den überaus wichtigen „lokalen“ Vorbehalt in der üblichen Aussage außer Acht lassen, dass Informationen/Objekte nicht FTL transportiert werden können, dann brauchen wir nichts so Exotisches wie ein Wurmloch, um FTL zu erreichen.

Anhang

Diese Antwort wurde unter der Annahme geschrieben, dass die Raumzeit keine geschlossenen zeitartigen Kurven enthält. Laut dem Bericht von Alcubierre ( https://arxiv.org/abs/gr-qc/0009013 ) enthält die Raumzeit des Alcubierre Drive keine geschlossenen zeitähnlichen Kurven. In einer solchen Raumzeit ist die Kausalität trotz der oben beschriebenen (weltlichen) Art von FTL sicher.

Im Gegensatz dazu enthält die Kerr-Metrik für ein ewig rotierendes Schwarzes Loch geschlossene zeitähnliche Kurven (versteckt hinter dem Ereignishorizont), und das bringt die Kausalität durcheinander – zumindest würde es das tun, wenn wir unter diesen Bedingungen weiterhin der allgemeinen Relativitätstheorie vertrauen würden, was möglicherweise nicht der Fall ist das Richtige sein.

Verwandte: Wie verstößt "Warp-Antrieb" nicht gegen die Kausalitätsbeschränkungen der Speziellen Relativitätstheorie?

Im Jahr 2001 regten Lijun Wang, Arthur Dogariu und Alexander Kuzmich am NEC Research Institute in Princeton, NJ, mithilfe von Gain Assisted Superluminal Propagation Cäsium in einen gasförmigen Zustand an, der mit Lichtfrequenzen resoniert und lasergepulste Lichtwellenformen durch das Gas schleuderte. Licht dort bildet sich am gegenüberliegenden Ende der Testkammer in dem Moment neu, in dem die Spitze des Impulses den Kammereingang berührt. Laut Wang "... kann der Nettoeffekt so angesehen werden, dass die Zeit, die ein Lichtimpuls benötigt, um das vorbereitete atomare Medium zu durchqueren, negativ ist." Die Laserwellenformen kommen an, bevor sie vollständig abgehen, aber nicht, bevor sie anfangen abzuweichen. Sie scheinen gleichzeitig an zwei Orten zu existieren.