FTL이 시간 여행을 의미하는 이유는 무엇입니까? [복제]
편집하다:
설명 해주신 모든 분들께 감사 드리지만, 특수 상대성 이론, 로렌츠 변환 및 동시성 상대성 이론을 완전히 익히기 전까지는 대답이 이해가되지 않을 것이라고 생각합니다. 내가 물어봐야 할 질문은 "절대적인 시간 프레임이 없다고 믿는 이유"일지도 모르지만,이 질문은 너무 많이 바뀔 것이라고 믿습니다.
나는 이것을 삭제하지 않을 것이지만 관심있는 독자들에게 남겨두고 속임수로 플래그를 지정하십시오. 아마 여기에있는 대답이 나보다 그들에게 더 이해가 될 것입니다. 모두 건배
나는 FTL이 시간을 거슬러 올라가는 것이 가능하다는 것을 계속 읽고 있지만, 지금까지 읽은 모든 설명은 우리가 관찰자로 빛의 도착을 인식 할 때 집중하는 것 같습니다. 사람들이 사용하는 시간 여행의 정의가 공상 과학의 정의와 다를 수 있으므로 내 이해가 거기에서 비롯된 것일 수 있습니다.
제가 프로그래머로서 생각하는 것입니다. 누군가 내가 오해하는 것을 평신도 용어로 지적 해 주시겠습니까?
글로벌 상태
나는 우주가 컴퓨터라면 끊임없이 변화하는 글로벌 상태를 가질 것이라고 가정합니다.
상태 인식
이 상태와 그 변화를 인식하기 위해 우리는 그렇게 할 수있는 도구로 진화했습니다. 정보를 전송하는 가장 빠른 것은 빛의 속도로 이동하기 때문에 우리의 인식은 항상 과거에 일어난 일입니다. 항상 지연이 있고 이벤트와의 거리가 멀수록 지연이 커집니다.
FTL
이제 정보 이동의 상태, 인식 및 속도를 설정 했으므로 알려진 최대 정보 이동 속도 / 광속보다 빠르게 이동할 가능성이 있다고 가정 해 보겠습니다.
시나리오 1 : 과거 행동을 관찰하는 배우
액터는 정상 속도로 액션을 수행하고 해당 액션의 정보가 도착하는 데 최대 10 초가 걸리는 위치로 순간 이동하고 10 초 전의 액션을 수행하는 자신을 확인합니다. 시간 여행이 아니라 정보 전송의 지연이있었습니다.
시나리오 2 : 다른 FTL의 두 액터
대격변이 지구에서 발생합니다. 느린 FTL 배우가 정보를 전송하기 위해 먼 행성으로 여행을 시작합니다. 시간이 지나고 더 빠른 FTL 전송이 이루어지고 빠른 FTL 액터가 전송되어 정보를 다시 전송합니다. 빠른 FTL은 느린 FTL보다 먼저 도착합니다. Destination에는 이미 Slow FTL이 가져 오는 정보가 있고 Slow FTL은 정보를 가져 오는 빛보다 먼저 이동했습니다.
목적지는 정보를 3 번 얻지 만 짝수는 항상 과거에 있습니다. 목적지가 구조 임무를 수행하고 즉시 지구로 도움을 보내더라도 대격변은 이미 발생했을 것입니다. 글로벌 상태는 이미 변경되었습니다.
답변
첫 번째 실수는 다음과 같습니다.
나는 우주가 컴퓨터라면 끊임없이 변화하는 글로벌 상태를 가질 것이라고 가정합니다.
"우주"와 같은 것은 없습니다. 대신에 일어나는 모든 사건의 모음 인 시공간이라는 것이 있습니다. 링컨 암살은 사건입니다. 태양의 (미래) 폭발은 사건입니다. 등등.
"우주 (현재)"에 대해 이야기 할 때 의미하는 바는 아마도 "지금"일어나고있는 이러한 사건의 하위 집합 일 것입니다. 그러나 상대성 이론의 주된 교훈은 "지금"어떤 사건이 일어나고 있는지에 대해 서로 다른 관찰자들이 동의하지 않는다는 것입니다 (아니요, 이것은 정보가 이동하는 데 걸리는 시간과 관련이 없습니다). 나는 커피를 끓인다. 이벤트입니다. Alpha Centauri 근처에 사는 한 남자가 커피를 끓입니다. 그것은 또 다른 이벤트입니다. 나는 그 사건들이 동시에 일어 났고 따라서 같은 우주의 일부라고 말합니다. Alpha Centauri의 남자는 그가 먼저 커피를 끓였다 고 말합니다. 다른 남자는 내가 먼저 내 것을 양조했다고 말합니다 . 이 두 사건이 같은 우주의 일부입니까? 나에 따르면 네. 그 사람들에 따르면, 아닙니다. 보다 객관적인 관찰자에 따르면 질문은 잘못된 것입니다.
빛보다 빠르게 여행하는 사람이 두 행사에 모두 참석할 수 있습니다. 나에게 그것은 그가 동시에 두 장소에 있다는 것을 의미합니다. 그건 말도 안 돼서 그는 빛보다 더 빨리 날 수 없습니다.
따라서 주어진 순간에 우주와 같은 것은 없습니다. 당신의 모든 논쟁을 싹에서 깨뜨리는 것은 없습니다 . 사람들이 "우주의 시대"와 같은 이야기를 들었다면 놀라실 것입니다. 그것은 실제로 때때로 가장 잘 무시되는 많은 것들을 무시하는 매우 추상적 인 모델의 맥락에서만 엄격한 의미를 갖는 개념이지만 시나리오에서는 무시할 수 없습니다.
당신이 이해하지 못하는 것 같은 것을 동시성의 상대성이라고합니다. 그것은 서로에 대해 움직이는 두 사람이 어떤 사건이 동시에 일어나는지에 대해 동의하지 않는다는 것을 의미합니다.
즉석 이동은 두 개의 동시 이벤트 간 이동을 의미하기 때문에 중요합니다. 또한 전역 상태는 모든 동시 이벤트의 상태이므로 서로에 대해 상대적으로 움직이는 관찰자는 서로 다른 전역 상태를 갖게됩니다.
액터는 정상 속도로 액션을 수행하고 해당 액션의 정보가 도착하는 데 최대 10 초가 걸리는 위치로 순간 이동하고 10 초 전의 액션을 수행하는 자신을 확인합니다. 시간 여행이 아니라 정보 전송의 지연이있었습니다.
좋아, 배우는 $(t,x)=(0,0)$ 즉시 점프 $(t,x)=(0,10)$시간은 초 단위로, 거리는 광초 단위로 측정됩니다. 빛은 배우에게 닿지 않을 것입니다.$(10,10)$, 당신이 말한대로. 그러나 그것은 요점이 아닙니다.
이제 0.6c에서 멀어지고있는 여배우가 있고 그가 점프 한 직후 그녀를 때릴 뻔했다고 가정 해 보겠습니다. $(0,10)$. 그녀는 순간적으로 점프하여 충돌을 피할 수 있지만 그녀가 동시에 움직이는 것이 배우의 동시 움직임과 다릅니다. 그녀가 즉시 뒤로 점프하면 그녀는$(-6,0)$ 그가 점프하기 전에 배우 6s와 충돌하여 잠재적으로 그가 처음에 점프하는 것을 방지합니다.
목적지가 구조 임무를 수행하고 즉시 지구로 도움을 보내더라도 대격변은 이미 발생했을 것입니다.
목적지에있는 사람들이 움직이고 있다면, 그들에게 동시적인 것은 지구를위한 동시적인 것과 다릅니다. 그래서 실제로 그들이 즉시 여행 할 수 있다면 재앙이 있기 전에 도착할 수 있습니다.
Physics Stack Exchange에 오신 것을 환영합니다. 알버트 아인슈타인의 특수 상대성 이론의 원리에 대해 잘 알고 있습니까? 나는 솔직히 FTL 여행과 시간 여행의 관계를 완전히 이해하지 못하지만, 특별한 상대성 이론은 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 열쇠입니다. 간단히 말해서 특수 상대성 이론은 관찰자가 얼마나 빨리 이동하든 상관없이 관찰자가 빛을 측정하여 동일한 속도 (초당 299,792,458 미터)로 이동한다고 가정합니다. 이상하게 들리지만 지금까지 수행 된 모든 신뢰할 수있는 실험에서 사실로 입증되었습니다.
이 가정은 관찰자가 움직이는 방식에 따라 시간과 거리에 대한 사실이 달라질 수 있다는 점에서 매우 중요한 결과를 가져 옵니다. 예를 들어, 내가 동시에 발생하는 것으로 관찰되는 두 가지 사건은 나에 비해 매우 빠르게 이동하는 우주선의 한 사람에 의해 다른 시간에 발생하는 것으로 관찰 될 수 있습니다. 우리 둘 다 환상을 경험하고 있지 않습니다. 이벤트의 순서는 실제로 어떤 참조 프레임을 채택 하느냐에 따라 달라집니다.
FTL 이동 (특수 상대성 이론이 정상적인 상황에서 금지)의 경우를 고려할 때, 한 참조 프레임에서 빛의 속도보다 빠르게 이동하는 모든 물체는 다른 참조 프레임에서 시간을 거슬러 이동하는 것을 볼 수 있습니다. 이것이 의미가 있으면 알려주십시오. 당신은 아마도 이것에 대해 당신 자신의 연구를하고 싶을 것입니다. 그것은 매우 매력적입니다. :)
몇 가지 다이어그램이 이것을 설명하기 훨씬 쉽게 만들 것이라고 생각하므로 여기에 이미 존재하는 것에 추가 할 답변이 있습니다.
우리는 몇 가지 시공간 다이어그램을 고려할 것입니다. 시공간 다이어그램은 세로축의 시간과 가로축의 공간적 거리로 다양한 이벤트의 레이아웃과 그 사이의 움직임을 보여주는 다이어그램입니다. 그러나 시공간은 사건이 고정되는 핀 보드와는 다르다는 점을 명심하는 것이 중요합니다. 그것은 그것보다 조금 더 미묘합니다. 주어진 시계와 통치자 세트가 만든 시간적 및 공간적 측정을 사용하여 이벤트의 위치와 시간을 매핑 할 수 있다는 아이디어의 이름으로 생각하십시오. 다음은 특정 이벤트 세트에 대한 측정 세트의 결과를 보여주는 다이어그램입니다.
여기의 움직임은 하나의 공간 차원에 있습니다 (예 : $x$) 그래서 우리는 보여줄 필요가 없습니다 $y$ 과 $z$. "빛 신호"라고 표시된 선은 왼쪽에서 오른쪽으로 확대되는 빛의 펄스를 보여줍니다. 파선은$A$ 그리고 갔다 $B$빛보다 더 빠릅니다 (빛보다 도착하는 데 시간이 덜 걸리기 때문에 이것을 볼 수 있습니다). NB 다이어그램은 평평합니다. 선의 레이아웃이 줄 수있는 깊이의 인상을 무시하십시오. 착시 현상입니다.
이제 다음 다이어그램으로 넘어갑니다. 그것을 구성하기 위해서는 특수 상대성 이론의 수학이 필요합니다. 당신이이 주제에 대해 이미 잘 알고 있지 않다면 나를 믿어야합니다. Lorentz 변환 을 사용하여 이러한 동일한 이벤트가 다른 참조 프레임에서 측정되는 방법을 발견합니다. 구체적으로 말하면, 완벽하게 허용되는 빛보다 낮은 속도로 왼쪽에서 오른쪽으로 움직이는 프레임을 고려하십시오. 상대성 이론에 따르면 이벤트가$A$ 과 $B$ 동시에, 조금 더 빠르게 움직이는 다른 프레임이 있습니다 (그러나 여전히 광속보다 느립니다). $B$ 전에 일어날 것이다 $A$. 익숙해지는 데 약간의 시간이 걸리지 만 너무 기괴하지는 않습니다. 이는 공간 위치와 타이밍이 새 프레임에서 작업 된 동일한 이벤트 세트를 플로팅하면 다이어그램이 다음과 같이 표시된다는 것을 의미합니다.
이 다이어그램은 이동 한 모든 항목에 대해 이상한 일이 발생해야한다는 힌트를 제공합니다. $A$ ...에 $B$, 때문에 $B$ 전에 일어나고있다 $A$, 그러나 이러한 사건들이 같은 장소에 있지 않기 때문에 우리는 아직 너무 역설적 인 것을 얻지 못합니다. 논쟁은 이제 도착한 사람이나 물건이$B$ 이제 위치로 다시 이동합니다. $A$, 그리고 그들은 다시 빛보다 빠르게 이동합니다. 다음은이 귀국 여정이 추가 된 다이어그램입니다.
이제 우리는 누군가 또는 무언가에서 태어난 $A$ 다음으로 갔다 $B$ 그리고 돌아왔다 $C$자신이 태어나 기 전에 있었던 곳. 그래서 우리는 모든 유명한 인과성 역설에 들어가고 전체 시나리오가 매우 믿기지 않게 보인다고 결론을 내립니다. 그리고 실제로 우주가 말이된다면 이런 종류의 일이 일어날 수 없습니다.