Форум » Альтернативная Астрономия » Быстрее света без нарушения причинности » Ответить

Быстрее света без нарушения причинности

Роберт: Я не раз говорил, что не верю ни в какие формы движения быстрее света, поскольку при этом нарушается принцип причинности. Мол, путешественник может попасть в собственное прошлое, а это приводит к неустранимым логическим парадоксам. На пальцах это показывается так. Допустим, в 2500 году с Земли стартовал звездолёт, обычный, медленнее света, но всё-таки настолько быстрый, что время на нём течёт в 2 раза медленнее, чем на Земле. В 2520 году на Земле изобретают мгновенную телепортацию и отправляют посланца на звездолёт. Когда он совершает туда прыжок, оказывается, что по часам корабля прошло только 10 лет. И прыгнув обратно, посланец попадает на Землю 2510 года — т. е. за 10 лет до изобретения телепортации и собственного старта.... Как видим, парадокс возникает оттого, что в разных системах отсчёта время течёт по-разному. Но! Это верно только для систем, движущихся друг относительно друга. Если точка прибытия неподвижна относительно точки отправления, то время в них течёт одинаково, и телепортация не приводит ни к каким временным парадоксам. Как ни странно, я только недавно осознал этот простой факт. Отсюда, конечно, не следует, что телепортация возможна ФИЗИЧЕСКИ. (Я не говорю о так наз. «квантовой телепортации», при которой никакого переноса материи или информации не происходит). Но важно то, что она вполне возможна ЛОГИЧЕСКИ, т. к. не приводит к временным парадоксам, в том случае, когда время в точках отправления и прибытия течёт одинаково. А чтобы время текло одинаково, должны выполняться два условия: 1) порталы не должны двигаться друг относительно друга, 2) сила тяготения в них должна быть равна. Это сразу позволяет сфорулировать «правила сверхсветового движения» для мира, в котором оно физически существует: 1) Разрешена телепортация в пределах одной планеты, но при условии, что порталы находятся на одинаковой широте и высоте. 2) Запрещена телепортация с планеты в космос, с космоса на планету, с планеты на планету. 3)Разрешена телепортация между двумя точками в космосе при условии, что тяготение в точках перехода одинаково. (Из одной точки на орбите Земли в другую точку на той же орбите — можно, с орбиты Земли на орбиту Сатурна — нельзя. Из точки в 1 млрд. км от Солнца в точку на том же расстоянии от Тау Кита можно, а на расстояние 0,2 млрд. км от Тау Кита нельзя. 4) А может быть, разрешена даже и между точками с разным тяготением, при условии, что временной свдиг от изменения тяготения компенсируется временным сдвигом от изменения скорости. Допустим, мы прыгаем с орбиты Земли на орбиту Меркурия. Тяготение увеличивается из-за приближения к Солнцу, и время замедляется. Но если в ходе прыжка притормозить, то от изменения скорости время убыстрится (в гелиоцентрической систьеме отсчёта, по сравнению со временем на Земле), и два временных сдвига скомпенсируют друг друга. И наоборот - если прыжок удаляет нас от Солнца, то для хронокомпенсации скорость нужно увеличивать. 5) Запрещена телепортация из корабля в корабль, если только они не покоятся друг относительно друга (поэтому невозможно использовать сверхсветовые снаряды в космических битвах). Всё сказанное касается переноса не только вещества, но и электромагнитных волн. Поэтому, например, невозможна мгновенная связь между «ансиблами» на двух разных кораблях или разных планетах. Для передачи информации нужен курьерский корабль. Прыгаем на курьере из окрестностей Земли в систему Альфы Центавра, в точку, неподвижную относительно Земли, и уже из этой точки посылаем обычный радиосигнал со световой скоростью на местную планету. В итоге получается мир, чрезвычайно приятный для писателей-фантастов. Телепортация есть, но космические корабли всё-таки нужны. Прыжки требуют изощрённой навигации (см. выше пункт 4 — не так-то просто рассчитать необходимую поправку скорости, чтобы временные сдвиги идеально компенсировали друг друга). Нельзя телепортировать снаряды, и это делает космические битвы похожими на традиционные морские или воздушные. Курьерские корабли — тоже сюжетно богатая идея. В общем, классический космооперный мир, да ещё и с научным обоснованием.....

Ответов - 29

Bastion: Красиво! Почему-то вспомнил "Тигр! Тигр!" Альфреда Бестера, хотя читал лет двадцать назад...

Слава Макаров: не поверите, коллега - но именно так все и работет в давно придуманной мной космоопере :) Правда, у меня была компенсация при разности гравитационных потенциалов в точках входа-выхода - за счет энергии теплового движения модекул, составялющих корабль. Неудачников называли "ледышками"

Сталкер: Bastion пишет: Почему-то вспомнил "Тигр! Тигр!" Альфреда Бестера "Ворга, я убью тебя" (с) Был период, когда Бестер был у меня одним из любимейших писателей. Насчет предложенной концепции, нужно думать.

EvilShurik: Можно элементарно избежать заморочек, если ввести абсолютную систему координат, связанную с реликтовым излучением, и предположить, что замедление хода времени происходит из-за утяжеления элементарных частц, составляющих корабль, из-за поглощения этими частицами при ускорении квантов электромагнитного излучения. (Любое силовое воздействие на звездолёт кроме гравитационного, в конечном роде сводится к электромагнитным силам) Тогда при мгновенной телепортации на движущейся с околосветовой скоростью звездолёт, получим, что телепортируемый обнаружит - на звездолёте прошло всего десять лет против двадцати на Земле с момента старта звездолёта, вернувшись через год по времени звездолёта на Землю, обнаружит что на Земле прошло два года с момента его телепортации на звездолёт. Разность в импульсах будет устраняться за счёт возникновения в момент материализации объекта сил, выравнивающих скорости тел. Вот и всё. Никаких заморочек.

inkvizitor: EvilShurik пишет: Можно элементарно избежать заморочек, если ввести абсолютную систему координат, связанную с реликтовым излучением а поподробнее можно? Роберт Когда он совершает туда прыжок, оказывается, что по часам корабля прошло только 10 лет. И прыгнув обратно, посланец попадает на Землю 2510 года — т. е. за 10 лет до изобретения телепортации и собственного старта.... о чём спор, господа? как только объект пересекает границу обособленной системы, движущейся с релятивистской скоростью, то он попадает под законы "обычного" времени - то есть "в наше время". Время-то изменяет свою скорость только для него. Или я не прав?

Lankaster: Зъло

VIR: Роберт пишет: Если точка прибытия неподвижна относительно точки отправления, то время в них течёт одинаково, и телепортация не приводит ни к каким временным парадоксам. Вот в классичекой механике, я могу себе такое представить - одна система отчета движется как целое относительно другой, и при этом вращается, скажем, относительно своего центра инерции, так что всегда есть некая точка, скорость которой ноль относительно той покоящейся системы отсчета. Простейший пример - колесо катящееся по дороге: скорость той точки, которая касается в данный момент времени дороги, ноль относительно дороги. Но как будет выглядеть эта же задача о колесе в релятивистской механике, затрудняюсь сказать. Хотя бы потому, что неясно что такое "данный момент времени" в разных системах. Проблема еще и в том, что вращающаяся система отсчета не является инерциальной, и не может рассматриваться в СТО.

Роберт: VIR пишет: Хотя бы потому, что неясно что такое "данный момент времени" в разных системах. Вот именно. Поэтому я и говорю, что мгновенный прыжок возможен только в рамках одной системы. В точку, неподвижную относительно исходной. inkvizitor пишет: как только объект пересекает границу обособленной системы, движущейся с релятивистской скоростью, то он попадает под законы "обычного" времени - то есть "в наше время". Время-то изменяет свою скорость только для него. Или я не прав? Неправы. Никаких обособленных релятивистских систем нет. Все системы равноправны.

Lankaster: Роберт пишет: Вот именно. Поэтому я и говорю, что мгновенный прыжок возможен только в рамках одной системы. В точку, неподвижную относительно исходной. а что произойдёт, если лифтёр ошибится и скорость порталов будет разной. В каком виде груз прибудет

Lankaster: А ещё непонятно - со звездолёта прыгать в точку, где планета была когда

Роберт: Lankaster пишет: а что произойдёт, если лифтёр ошибится и скорость порталов будет разной. В каком виде груз прибудет Вероятно, прыжок просто не произойдёт. Lankaster пишет: А ещё непонятно - со звездолёта прыгать в точку, где планета была когда Не понял вопроса. Составьте законченное предложение.

Lankaster: Ну, в разный момент времени планета находится в разном месте. Где была 10 лет назад, там и след простыл. Куда же прыгать со звездолёта? А ещё, если движениеотносительно, почему на звездолёте время замедленно, а не на Земле? Вот если Земля разделится на 2половинки и разлетится на субсветовой, а потом половинки развернутся, затормозят и состыкуются, то что будет на часах у населения?

Lankaster: Роберт пишет: Вероятно, прыжок просто не произойдёт. Тогда с точностью проблем нет! Просто плавно варьируем скорость, пока не исчезнем.

Роберт: Lankaster пишет: Ну, в разный момент времени планета находится в разном месте. Где была 10 лет назад, там и след простыл. Куда же прыгать со звездолёта? Ну да, я же написал. С планеты на планету прыгать нельзя, именно поэтому. Только из пустоты в пустоту. А уж оттуда до планеты добираться обычным способом. Lankaster пишет: А ещё, если движениеотносительно, почему на звездолёте время замедленно, а не на Земле? Вот если Земля разделится на 2половинки и разлетится на субсветовой, а потом половинки развернутся, затормозят и состыкуются, то что будет на часах у населения? Это знаменитый парадокс близнецов. На половинках разделившейся Земли время будет одинаковым, поскольку их движение симметрично.

Lankaster: Роберт пишет: Ну да, я же написал. С планеты на планету прыгать нельзя, именно поэтому. Писали, что можно скомпенсировать силой тяжести или собственной скоростью. Например, звездолёт на время прыжка затормозит до неподвижности отн. Земли (только в какой момент времени, она ж вертится?)

Стас: Роберт Тема эта богатая мыслями и вопросами, да. Под "неподвижность" имеется в виду самый минимальный разброс скоростей двух объектов, включая их части (учитывая тепловое движение частиц)?

Роберт: Стас пишет: Под "неподвижность" имеется в виду самый минимальный разброс скоростей двух объектов, включая их части (учитывая тепловое движение частиц) Хороший вопрос! Под неподвижностью будем иметь в виду такой разброс скоростей, который обеспечивает нулевой сдвиг во времени. Нулевым будем считать сдвиг не больше планковского времени (это промежуток около 5*10^-44 секунды, считается минимальным неделимым "квантом времени"). Если я всё правильно подсчитал, то ограничение на разность скоростей такое: x * dv < c^2 * Tp = 4,9 * 10^-27, где x - расстояние, на которое мы прыгаем (в метрах), dv - разность скоростей ( в м/с), с - скорость света, Тр - планковское время. Например, если прыгаем на другую сторону Земли (x = 12 000 км), то разность скоростей не должна превышать 4*10^-34 м/с, что равно перемещению на диаметр атома за 10 триллионов тысячелетий. С тепловым движением атомов это никак не связано. Имеет значение только полная скорость всей системы.

Lankaster: Роберт пишет: Например, если прыгаем на другую сторону Земли (x = 12 000 км), то разность скоростей не должна превышать 4*10^-34 м/с, что равно перемещению на диаметр атома за 10 триллионов тысячелетий. А если на другую звезду Тады анрыл, живого человека даже теоретически.

Роберт: Почему? Совершаете прыжок и выходите в точке, неподвижной относительно точки старта. И всё. Звезда, конечно, будет от вас улетать, и её придётся догонять.

Lankaster: Гм, зависит от того, нужен ли портал в точке выхода.

VIR: Роберт пишет: Все системы равноправны. В СТО все инерциальные равноправны.

Стас: Роберт Ещё мысль возникла - насчёт "микросдвигов во времени" при "неполной неподвижности" - которые не нулевые (больше планковского, Вами описанного, но меньше какого-то значения) - может быть, они возможны, если не влияют на макроуровень - не успевают нарушить причинно-следственные связи? Что-то по аналогии с "виртуальными элементарными частицами", порождаемыми вакуумом и тут же исчезающими (?) И ещё мысль дальше - что в разных системах и обстоятельствах размер "разрешённого микросдвига во времени" может быть разным - от "планковского" до бОльшего. Для фантастов тема широкая опять же.... Нда...чтобы это представить, тут знания нужны и физики, и философии.....

VIR: Стас пишет: Что-то по аналогии с "виртуальными элементарными частицами", порождаемыми вакуумом и тут же исчезающими (?) Для виртуальных частиц только энергия не сохраняется на короткое время в силу соотношения неопределенности. Все остальные законы сохранения на месте.

Lankaster: А что делать с двидением внутренних органов человека? А то как бы он по частям не депортировался.

Роберт: VIR пишет: В СТО все инерциальные равноправны. Да, но вращающаяся система не отличается от инерциальной, если включить в уравнения фиктивные силы (центробежную и кориолисову). Lankaster пишет: А что делать с двидением внутренних органов человека? А то как бы он по частям не депортировался. Оно не играет роли, так же как тепловое движение атомов. Важно, чтобы скорость каждой части телепортируемого объекта в точке старта была такая же, как в точке финиша. Если перенос мгновенный, то это обеспечивается автоматически. А друг относительно друга части тела могут двигаться как угодно, "застывать" не нужно.

Polugut: Роберт пишет: в 2500 году с Земли стартовал звездолёт, обычный, медленнее света, но всё-таки настолько быстрый, что время на нём течёт в 2 раза медленнее, чем на Земле. В 2520 году на Земле изобретают мгновенную телепортацию и отправляют посланца на звездолёт. Когда он совершает туда прыжок, оказывается, что по часам корабля прошло только 10 лет. И прыгнув обратно, посланец попадает на Землю 2510 года — т. е. за 10 лет до изобретения телепортации и собственного старта.... А в чем парадокс? Почему в прошлое переход будет? Когда посланец войдет в звездолёт, его время замедлится в два раза (что с ним будет при такой смене скорости - разговор отдельный), когда же он вернется на Землю - то окажется что для него прошло в два раза меньше времени, чем на Земле. Т.е. пробыл на корабле час - на Земле пройдёт два часа. Роберт пишет: Как видим, парадокс возникает оттого, что в разных системах отсчёта время течёт по-разному Одна проблема - как измерить Время? Пока, вроде, наука не в состоянии измерить само Время. Можно измерить пространство, энергию, скорость. А вот Время пока не научились мерять. Или научились? Только пожалуйста не предлагайте посмотреть на часы с кукушкой, они не меряют Время, они двигают стрелки с определенной угловой скоростью, стандартной для всех часов (суточные часы крутят вдвое быстрее). И электронные часы не меряют время, они мерют скорость колебания кварцевого резонатора.

VIR: Polugut пишет: Да, но вращающаяся система не отличается от инерциальной, если включить в уравнения фиктивные силы (центробежную и кориолисову). Вот этим и отличаются. Но это в классической механике. А в релятивисткой (ОТО) во вращающейся системе отсчета другой метрический тензор. Я думаю, что могу предельно упростить предложенную вами задачу. Пусть по плоскости катится колесо, а на плоскости лежит бумажка, которая приклеивается к колесу, когда оно прокатится по бумажке. Никакой телепотрации, и прочего.

Роберт: Polugut пишет: Можно измерить пространство, энергию, скорость. А вот Время пока не научились мерять. Или научились? Только пожалуйста не предлагайте посмотреть на часы с кукушкой, они не меряют Время, они двигают стрелки с определенной угловой скоростью, стандартной для всех часов (суточные часы крутят вдвое быстрее). И электронные часы не меряют время, они мерют скорость колебания кварцевого резонатора. :)))) Энергию тоже нельзя измерить. Электросчётчик у вас в подъезде измеряет не Энергию, а число оборотов своего колёсика. И термометр у вас за окном измеряет не таинственную непостижимую Температуру, а лишь жалкую высоту столибка раскрашенной жидкости. Это всё философия Маха, абсолютно неопровержимая и совершенно неинтересная. Polugut пишет: А в чем парадокс? Почему в прошлое переход будет? Подождите, сейчас объясню с картинками. VIR пишет: Я думаю, что могу предельно упростить предложенную вами задачу. Пусть по плоскости катится колесо, а на плоскости лежит бумажка, которая приклеивается к колесу, когда оно прокатится по бумажке. Никакой телепотрации, и прочего. Что-то не понял. Какаую такую задачу я предложил? Я вообще-то именно о телепортации и разговариваю. И утверждаю, что мгновенный перенос не приводит к нарушению причинности, если происходит в рамках одной системы отсчёта. Хотите спорить - спорьте с этим утверждением. VIR пишет: А в релятивисткой (ОТО) во вращающейся системе отсчета другой метрический тензор. Я не умею обращаться с метрическими тензорами, но, насколько я помню, в ОТО вращающийся по круговой орбите спутник (для которого центробежная сила уравновешивает гравитацию) считается инерциальной системой.

Роберт: Итак, объяснение парадокса в картинках. Нарисуем системы пространственно-временных координат, связанные с Землёй и кораблём. Будем учитывать только одну простр. координату Х, т. к. движение просходит по одной линии. Чёрная сетка связана с Землёй, синяя косая - с кораблём. Перекошенность сетки отражает релятивистские сдвиги пространства и времени. Каждая точка на диаграмме отображает некое событие, произошедшее в точке Х в момент времени Т. Горизонтальные линии чёрной сетки - это линии одновременности, на них наносятся события, произошедшие в один и тот же момент времени. Я пометил их годами. Аналогичные линии синей сетки, как мы видим, косые, это означает, что с точки зрения корабля одновременными являются не те же самые наборы событий, что с точки зрения Земли. Теперь посмотрим, как выглядит на диаграмме траектория (мировая линия) прыгуна с Земли на корабль и обратно. Путешественник телепортируется из точки А (Земля) на корабль. Поскольку прыжок мгновенный, переход происходит по горизонтальной линии, и путешественник попадает в точку В. В земной системе отсчёта это 2520 год (как и на Земле), а в корабельной - 2510 год. Затем он прыгает обратно на Землю. Переход опять-таки происходит по "линии одновременности", но в корабельной системе отсчёта это уже не горизонтальная, а косая прямая, поэтому прыгун попадает из точки В в точку С. В корабельной системе это 2510 год и в земной тоже. Вот вам и путешествие во времени.



полная версия страницы