Замкнутая времениподобная кривая

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

За́мкнутая времениподо́бная ли́ния или за́мкнутая времениподо́бная крива́я (англ. closed timelike curve, CTC) в математической физике — времениподо́бная кривая на Лоренцевом многообразии, возвращающаяся в исходную пространственно-временную точку, то есть замкнутая мировая линия частицы в пространстве-времени[1]. Существование таких линий в рамках общей теории относительности было впервые вынесено на широкое обсуждение Куртом Гёделем в 1949 году на основании полученного им точного решения уравнений Эйнштейна, известного как метрика Гёделя, хотя первое решение такого типа было получено ранее, в 1937 году Виллемом Ван Стокумом. Подобные кривые возникают и в других решениях, таких как «цилиндр Типлера» и «проходимая кротовая нора». Существование замкнутых времениподобных кривых позволяет путешествия во времени со всеми связанными с ними парадоксами.

Часть физиков предполагает, что будущая теория квантовой гравитации наложит запрет на существование замкнутых времениподобных линий. Эту идею Стивен Хокинг назвал гипотезой о защищенности хронологии (англ. chronology protection conjecture). Другие учёные выдвинули модель, называемую хронологической цензурой (англ. chronological censorship), согласно которой любая замкнутая времениподобная кривая в заданном пространстве-времени должна проходить через горизонт событий. В этом случае для наблюдателя, находящегося вне горизонта событий, нарушения принципа причинности не происходит[2].

ОТО[править | править вики-текст]

Помимо метрики Гёделя, замкнутые времениподобные кривые присутствуют в некоторых других известных пространствах-временах:

Эксперимент с метаматериалами[править | править вики-текст]

В 2011 году Игорь Смолянинов и Ю Джу Хун из Мэрилендского университета с помощью лучей света, проходящих внутри метаматериала, моделировали движение массивной частицы в (2+1) пространстве Минковского (воспользовавшись сходностью математических аппаратов, описывающих эти явления)[4]. Хотя основной целью было изучение механизмов Большого взрыва, ученые также попытались сконструировать метаматериал, моделирующий замкнутые времениподобные линии. Ими были обнаружены внутренние ограничения, накладываемые на движение частиц, запрещающие одновременное движение вдоль времениподобной размерности и по кругу в пространстве[5]. Если их модель переносима на наблюдаемую Вселенную, то она показывает невозможность существования замкнутых времениподобных линий.

Времениподобные вычисления[править | править вики-текст]

Времениподобные вычисления — это вычисления на квантовом (реже, классическом) компьютере, имеющем доступ к замкнутой времениподобной кривой и, следовательно, способном посылать результат вычислений в собственное прошлое. Идея таких вычислений предложена Гансом Моравеком (англ.) в 1991 году. Интересно отметить, что, в отличие от многих схем реализации машины времени, такая времяпетлевая логика не противоречит принципу самосогласованности Новикова.[6][7]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Леонид Попов. Квантовая машина времени разрешает парадокс убийства дедушки. MEMBRANA (22 июля 2010). Проверено 6 марта 2011. Архивировано из первоисточника 23 июля 2012.
  2. H. Monroe (2008). «Are Causality Violations Undesirable?». Foundations of Physics 38: 1065–1069. DOI:10.1007/s10701-008-9254-9. arΧiv:gr-qc/0609054.
  3. Синг Дж. Л. Общая теория относительности. — М.: ИЛ, 1963. — С. 228
  4. Плащ-невидимка помог сымитировать Большой взрыв. CNews R&D (13 апреля 2011). Проверено 3 мая 2011. Архивировано из первоисточника 23 июля 2012.
  5. Igor I. Smolyaninov, Yu-Ju Hung (2011), "Modeling of Time with Metamaterials", arΧiv:1104.0561 [physics.optics] 
  6. David Deutsch Quantum mechanics near closed timelike lines // Phys. Rev. D. — 1991. — Vol. 44. — P. 3197–3217. — DOI:10.1103/PhysRevD.44.3197
  7. Scott Aaronson, John Watrous Closed Timelike Curves Make Quantum and Classical Computing Equivalent // Proceedings of the Royal Society A. — 2009. — Vol. 465. — P. 631–647. — DOI:10.1098/rspa.2008.0350 — arΧiv:0808.2669