Трубы Красникова: Спекулятивный механизм сверхсветовых путешествий
Krasnikov tube
Труба Красникова: гипотетический способ сверхсветовых путешествий через искривление пространства-времени. Туннели, отрицательная энергия, путешествия во времени.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Спекулятивный механизм для достижения скорости, превышающей скорость света
Speculative mechanism for achieving faster than light travel
Трубка Красникова — это спекулятивный механизм для космических путешествий, основанный на искривлении пространства-времени с образованием постоянных сверхсветовых туннелей. Получающаяся структура аналогична червоточине или неподвижному двигателю Алькубьерре (и, подобно им, требует экзотической материи с отрицательной плотностью энергии), при этом конечные точки смещены не только в пространстве, но и во времени. Идея была предложена Сергеем Красниковым в 1995 году.
A Krasnikov tube is a speculative mechanism for space travel involving the warping of spacetime into permanent superluminal tunnels. The resulting structure is analogous to a wormhole or an immobile Alcubierre drive (and like them requires exotic matter with negative energy density) with the endpoints displaced in time as well as space. The idea was proposed by Sergey Krasnikov in 1995.
Структура
Трубка — это искажение пространства-времени, которое может быть намеренно создано (с использованием гипотетической технологии) вслед за путешествием вблизи скорости света. Трубка Красникова позволяет совершить возвращение в то время, непосредственно после отправления. Для того чтобы ощутить этот эффект, путешественнику необходимо двигаться вдоль трубки со скоростью, близкой к скорости света.
The tube is a distortion of spacetime that can be intentionally created (using hypothetical technology) in the wake of travel near the speed of light. The Krasnikov tube allows for a return trip that takes travelers back to the time right after they left. Experiencing the effect requires that the traveler race along the tube at speeds close to that of light.
Однокамерный корпус
Красников утверждает, что, несмотря на свойства, напоминающие машину времени, его метрика не может нарушить закон причинности (согласно которому причина всегда должна предшествовать следствию во всех системах координат и вдоль любых пространственно-временных траекторий), поскольку все точки на траектории кругового путешествия космического корабля всегда разделены временным интервалом, сохраняющим порядок (в алгебраическом выражении, c²dt² всегда больше, чем dx² + dy² + dz²). Это означает, например, что световой луч, посланный по трубе Красникова, нельзя использовать для передачи сигналов в прошлое.
Krasnikov argues that despite the time machine like aspects of his metric, it cannot violate the law of causality (that a cause must always precede its effects in all coordinate systems and along all space time paths) because all points along the round trip path of the spaceship always have an ordered timelike separation interval (in algebraic terms, c2dt2 is always larger than dx2 + dy2 + dz2). This means, for example, that a light beam message sent along a Krasnikov tube cannot be used for back in time signaling.
Двухтрубная коробка
Хотя одна трубка Красникова сама по себе не создает проблем с причинностью, Аллен Эверетт и Томас А. Роман из Университета Тафтса предположили, что две трубки Красникова, направленные в противоположные стороны, могут создать замкнутую времениподобную кривую, что привело бы к нарушению причинности. Например, представим, что труба соединяет Землю со звездой в 3000 световых лет от нее. Астронавты движутся с релятивистской скоростью, поэтому путешествие по этой трубке занимает всего 1,5 года с их точки зрения. Затем, вместо возвращения по трубке I, первой созданной ими, астронавты прокладывают трубку II. Еще через 1,5 года по времени на корабле они вернутся на Землю, но в момент времени, отстоящий на 6000 лет в будущее от момента их отправления. Однако теперь, когда две трубки Красникова установлены, астронавты из будущего могут отправиться к звезде по трубке II, а затем на Землю по трубке I, прибыв на 6000 лет раньше своего отправления. Система трубок Красникова превратилась в машину времени. В 1993 году Мэтт Виссер утверждал, что два устья червоточины с индуцированной разницей во времени нельзя сблизить, не вызвав квантовых и гравитационных эффектов, которые либо приведут к схлопыванию червоточины, либо к отталкиванию двух устьев друг от друга. (См. Путешествия во времени с использованием червоточин и гипотеза защиты хронологии.) Предполагается, что аналогичный механизм может уничтожить трубки Красникова. То есть, вакуумные флуктуации будут расти экспоненциально, в конечном итоге разрушая вторую трубку Красникова по мере ее приближения к пределу, при котором нарушается причинность.
While one Krasnikov tube can be seen to present no problems with causality, it was proposed by Allen E. Everett and Thomas A. Roman of Tufts University that two Krasnikov tubes going in opposite directions can create a closed timelike curve, which would violate causality. For example, suppose that a tube is built connecting Earth to a star 3000 light years away. The astronauts are travelling at relativistic velocities, so that the journey through this Tube I only takes 1.5 years from their perspective. Then the astronauts lay down tube II rather than travelling back in tube I, the first tube they produced. In another 1.5 years of ship time they will arrive back on Earth, but at a time 6000 years in the future of their departure. But now that two Krasnikov tubes are in place, astronauts from the future can travel to the star in tube II, then to Earth in tube I and will arrive 6000 years earlier than their departure. The Krasnikov tube system has become a time machine. In 1993, Matt Visser argued that the two mouths of a wormhole with an induced clock difference could not be brought together without causing quantum field and gravitational effects that would either make the wormhole collapse or the two mouths repel each other. (See Time travel using wormholes and the Chronology protection conjecture.) It has been suggested that a similar mechanism would destroy time machine Krasnikov tubes. That is, vacuum fluctuation would grow exponentially, eventually destroying the second Krasnikov tube as it approaches the timelike loop limit, in which causality is violated.