Pourquoi FTL impliquerait-il un voyage dans le temps? [dupliquer]
Éditer:
Merci à tous pour les explications, mais je pense que tant que je ne connais pas pleinement la relativité restreinte, les transformations de Lorentz et la relativité de la simultanéité, les réponses n'auront aucun sens pour moi. Peut-être que la question que je devrais poser est «pourquoi croyons-nous qu'il n'y a pas de délai absolu», mais cela changerait trop cette question, je crois.
Je ne vais pas le supprimer, mais le laisser aux lecteurs intéressés et le signaler comme dupe. Peut-être que les réponses ici auront plus de sens pour eux que pour moi. Salut tout le monde
Je continue de lire que FTL signifie que voyager dans le temps serait possible, mais toutes les explications que j'ai lues jusqu'à présent semblent se concentrer sur le moment où nous percevons l'arrivée de la lumière en tant qu'observateur. Peut-être que la définition du voyage dans le temps que les gens utilisent est différente de celle de la science-fiction, alors peut-être que mon incompréhension vient de là.
Voici ce que je pense en tant que programmeur. Quelqu'un pourrait-il expliquer en termes simples ce que je ne comprends pas?
État global
Je suppose que si l'univers était un ordinateur, il aurait un état global en constante évolution.
Perception de l'État
Afin de percevoir cet état et ses changements, nous avons évolué avec des ustensiles pour le faire. Notre perception est toujours de quelque chose qui s'est passé dans le passé parce que la chose la plus rapide pour transférer cette information se déplace à la vitesse de la lumière. Il y a toujours un décalage et plus la distance d'un événement est grande, plus le décalage est important.
FTL
Maintenant que nous avons établi l'état, la perception et la vitesse du voyage de l'information, disons que nous avons la possibilité de voyager plus vite que la vitesse maximale connue du voyage de l'information / vitesse de la lumière.
Scénario 1: acteur observant l'action passée
Un acteur effectue une action à vitesse normale, se rend instantanément à un endroit où l'information de cette action prendra (disons) au maximum 10 secondes pour arriver, et se voit faire une action d'il y a 10 secondes. Il n'y a pas eu de voyage dans le temps mais simplement un décalage dans le transfert d'informations.
Scénario 2: deux acteurs à différents FTL
Un événement cataclysmique se produit sur terre. L'acteur lent de FTL commence son voyage sur une planète lointaine pour transférer des informations. Le temps passe et un transport FTL plus rapide est effectué et un acteur FTL rapide est envoyé pour transférer à nouveau les informations. Fast FTL arrive avant Slow FTL. Destination a déjà des informations que Slow FTL apportait, et Slow FTL a voyagé avant la lumière qui apportait également les informations.
La destination recevra les informations 3 fois, mais le même sera toujours dans le passé. Même si la destination organisait une mission de sauvetage et envoyait de l'aide instantanément sur terre, le cataclysme serait toujours arrivé. L'état global avait déjà changé.
Réponses
Votre première erreur est ici:
Je suppose que si l'univers était un ordinateur, il aurait un état global en constante évolution.
Il n'existe pas de "l'univers". Au lieu de cela, il y a une chose appelée espace-temps, qui est la collection de tous les événements qui se produisent jamais. L'assassinat de Lincoln est un événement. La (future) explosion du soleil est un événement. Etc.
Lorsque vous parlez de «l'univers (maintenant)», ce que vous voulez dire, vraisemblablement, est le sous-ensemble de ces événements qui se produisent «maintenant». Mais la principale leçon de relativité est que différents observateurs seront en désaccord sur les événements qui se produisent «maintenant» (et non, cela n'a rien à voir avec le temps qu'il faut aux informations pour voyager). Je prépare un pot de café. C'est un événement. Un type vivant près d'Alpha Centauri prépare un pot de café. C'est un autre événement. Je dis que ces événements se sont produits au même moment et font donc partie du même univers. Le gars d'Alpha Centauri dit qu'il a préparé son café en premier. Un autre type dit que j'ai préparé le mien en premier. Ces deux événements font-ils partie du même univers? Selon moi, oui. Selon ces gars, non. Selon un observateur plus objectif, la question est mal posée.
Une personne voyageant plus vite que la lumière pourrait être présente aux deux événements. Pour moi, cela signifie qu'il est aux deux endroits en même temps. Cela n'a aucun sens, donc il ne peut pas voler plus vite que la lumière.
Il n'y a donc pas de l'univers à un moment donné , ce qui étouffe tout votre argument dans l'œuf. Cela pourrait vous surprendre si vous avez entendu des gens parler de choses comme «l'âge de l'univers». C'est un concept qui n'a de sens rigoureux que dans le contexte de modèles très abstraits qui ignorent beaucoup de choses qui sont en fait parfois mieux ignorées, mais qui ne peuvent être ignorées dans votre scénario.
Ce que vous ne semblez pas apprécier s'appelle la relativité de la simultanéité. Cela signifie que deux personnes qui bougent l'une par rapport à l'autre ne sont pas d'accord sur les événements simultanés.
Ceci est important car un voyage instantané signifie un voyage entre deux événements simultanés. De plus, puisque l'état global est l'état de tous les événements simultanés, les observateurs se déplaçant les uns par rapport aux autres auront des états globaux différents.
Un acteur effectue une action à vitesse normale, se rend instantanément à un endroit où l'information de cette action prendra (disons) au maximum 10 secondes pour arriver, et se voit faire une action d'il y a 10 secondes. Il n'y a pas eu de voyage dans le temps mais simplement un décalage dans le transfert d'informations.
Ok, donc l'acteur commence à $(t,x)=(0,0)$ et passe instantanément à $(t,x)=(0,10)$où le temps est mesuré en secondes et la distance en secondes-lumière. La lumière n'atteindra pas l'acteur avant$(10,10)$, comme tu dis. Cependant, ce n’est pas la question.
Maintenant, supposons qu'il y ait une actrice qui s'éloigne à 0,6 c et que l'acteur la frappe presque immédiatement après avoir sauté à $(0,10)$. Elle peut éviter la collision en sautant également instantanément, mais parce qu'elle bouge, ce qui est simultané pour elle est différent de ce qui est simultané pour l'acteur. Quand elle saute instantanément en arrière, elle arrive à$(-6,0)$ et entre en collision avec l'acteur 6 s avant de sauter, l'empêchant potentiellement de sauter en premier lieu.
Même si la destination organisait une mission de sauvetage et envoyait de l'aide instantanément sur terre, le cataclysme serait toujours arrivé.
Si les gens à destination bougeaient, alors ce qui est simultané pour eux est différent de ce qui est simultané pour la terre. Donc en effet, s'ils pouvaient voyager instantanément, ils pourraient arriver avant la catastrophe.
Bienvenue dans Physics Stack Exchange. Connaissez-vous les principes de la théorie spéciale de la relativité d'Albert Einstein ? Honnêtement, je ne comprends pas entièrement la relation entre les voyages FTL et les voyages dans le temps, mais la relativité restreinte est la clé de ce qui se passe. En termes plus simples, la relativité restreinte postule qu'un observateur mesurera la lumière pour voyager à la même vitesse (299 792 458 mètres par seconde) quelle que soit la vitesse à laquelle l'observateur lui-même se déplace. Cela semble étrange, mais cela a été confirmé par toutes les expériences crédibles réalisées à ce jour.
Ce postulat a des conséquences très importantes, parmi lesquelles les faits sur le temps et la distance peuvent varier en fonction de la manière dont un observateur se déplace. Par exemple, deux événements que j'observe comme se produisant simultanément peuvent être observés comme se produisant à des moments différents par une personne dans un vaisseau spatial voyageant très vite par rapport à moi. Aucun de nous ne fait l'expérience d'une illusion; l'ordre des événements change en fait en fonction du cadre de référence que vous adoptez.
Quand on considère les cas de voyage FTL (ce que la relativité restreinte interdit dans des circonstances normales), on voit que tout objet qui voyage plus vite que la vitesse de la lumière dans un référentiel voyage dans le temps dans un autre référentiel. Faites-moi savoir si cela a du sens. Vous voudrez probablement faire vos propres recherches à ce sujet, c'est très fascinant. :)
Je pense que quelques schémas rendront cela beaucoup plus facile à expliquer, voici donc une réponse à ajouter à celles déjà présentes.
Nous allons considérer quelques diagrammes d'espace-temps. Un diagramme de l'espace-temps est un diagramme montrant la disposition de divers événements et les mouvements entre eux, avec le temps sur l'axe vertical et la distance spatiale sur l'axe horizontal. Mais il est important de garder à l'esprit que l'espace-temps n'est pas tout à fait comme un tableau d'affichage auquel les événements sont épinglés; c'est un peu plus subtil que ça. Considérez cela comme notre nom pour l'idée que nous pouvons cartographier les positions et les heures des événements en utilisant les mesures temporelles et spatiales effectuées par un ensemble donné d'horloges et de règles. Voici un diagramme montrant le résultat d'un tel ensemble de mesures pour un ensemble particulier d'événements:
Le mouvement ici est dans une dimension spatiale (disons, $x$) donc nous n'avons pas besoin de montrer $y$ et $z$. La ligne intitulée «signal lumineux» montre une impulsion de lumière zoomant de gauche à droite. La ligne pointillée montre quelque chose qui a commencé à$A$ et est allé à $B$plus rapide que la lumière (vous pouvez le voir car il a fallu moins de temps pour y arriver que la lumière aurait pris). NB le schéma est plat: essayez d'ignorer toute impression de profondeur que le tracé des lignes peut donner; que c'est une illusion d'optique.
Nous passons maintenant au diagramme suivant. Pour le construire, nous aurons besoin des mathématiques de la relativité restreinte. Vous devrez me faire confiance si vous ne connaissez pas déjà le sujet. Nous utilisons la transformation de Lorentz pour découvrir comment ces mêmes événements seraient mesurés dans un autre cadre de référence. Pour être précis, considérons un cadre se déplaçant de gauche à droite, à une vitesse inférieure à la lumière parfaitement autorisée. Selon la relativité, il existe un tel cadre pour lequel les événements$A$ et $B$ serait simultanée, et une autre image, se déplaçant un peu plus vite (mais toujours moins que la vitesse de la lumière), dans laquelle $B$ arrivera avant $A$. Cela prend un certain temps pour s'y habituer, mais ce n'est pas trop bizarre. Cela signifie simplement que si nous traçons le même ensemble d'événements, avec leur emplacement spatial et leur minutage calculés dans la nouvelle image, alors le diagramme ressemblera à ceci:
Ce diagramme donne un indice que quelque chose d'étrange doit se passer pour tout ce qui a quitté $A$ à $B$, car $B$ se passe avant $A$, mais comme ces événements ne sont pas au même endroit, nous n'obtenons encore rien de trop paradoxal. L'argument se poursuit maintenant en supposant que la personne ou la chose qui$B$ retourne maintenant vers l'emplacement de $A$, et ils voyagent à nouveau plus vite que la lumière. Voici le diagramme avec ce voyage de retour ajouté:
Maintenant, nous avons ce quelqu'un ou quelque chose né à $A$ puis est parti pour $B$ et est revenu à $C$où ils étaient présents avant leur propre naissance. Nous entrons donc dans tous les fameux paradoxes de causalité et nous concluons que le scénario dans son ensemble semble hautement invraisemblable, et en effet si l'univers a un sens, alors ce genre de chose ne peut pas se produire.