Войти
A Цилиндр Типлера, также называемый машиной времени Типлера, является гипотетическим объект теоретизировал как потенциальный способ путешествия во времени - хотя результаты показали, что цилиндр Типлера может допускать путешествия во времени только в том случае, если его длина была бесконечной или при существовании отрицательная энергия.
Цилиндр Типлера был открыт как решение уравнений общего относительность Виллема Якоба ван Стокума в 1936 г. и Корнеля Ланцоша в 1924 г., но не признается как допускающая замкнутые временноподобные кривые до анализа Фрэнка Типлера в 1974 году. Типлер показал в своей статье 1974 года «Вращающиеся цилиндры и возможность нарушения глобальной причинной связи», что в пространстве-времени, содержащем массивные, бесконечные Для длинного цилиндра, который вращался вдоль своей продольной оси, цилиндр должен создавать эффект перетаскивания кадра. Этот эффект перетаскивания кадра искажает пространство-время таким образом, что световые конусы объектов в непосредственной близости от цилиндра становятся наклонными, так что часть светового конуса затем направляется назад вдоль оси времени в пространстве . -временная диаграмма. Следовательно, космический аппарат, достаточно ускоряющийся в соответствующем направлении, может перемещаться назад во времени по замкнутой времениподобной кривой.
CTC связаны в лоренцевых многообразиях, которые физически интерпретируются как пространство-время, с возможностью причинных аномалий, таких как человек, возвращающийся во времени и потенциально стреляющий в собственного дедушку, хотя парадоксов можно избежать, используя некоторые ограничения, такие как принцип самосогласованности Новикова. Они присутствуют в некоторых наиболее важных точных решениях общей теории относительности, включая вакуум Керра (который моделирует вращающуюся черную дыру ) и пыль Ван Стокума ( который моделирует цилиндрически симметричную конфигурацию вращающейся жидкости без давления или пыли ).
Возражение против практичности создания цилиндра Типлера было обнаружено Стивеном Хокингом, который утверждал, что согласно общей теории относительности невозможно построить машину времени. в любой конечной области, которая удовлетворяет условию слабой энергии, что означает, что в этой области нет экзотической материи с отрицательной энергией. Цилиндр Типлера, с другой стороны, не содержит отрицательной энергии. Первоначальное решение Типлера включало цилиндр бесконечной длины, который легче анализировать математически, и хотя Типлер предположил, что конечный цилиндр мог бы создавать замкнутые временноподобные кривые, если бы скорость вращения была достаточно высокой, он не доказал этого. Но Хокинг комментирует: «Это невозможно сделать с положительной плотностью энергии повсюду! Я могу доказать, что для создания конечной машины времени вам нужна отрицательная энергия». Аргумент Хокинга появляется в его статье 1992 года о гипотезе о защите хронологии (хотя этот аргумент отличается от самой гипотезы, поскольку аргумент утверждает, что классическая общая теория относительности предсказывает, что конечная область, содержащая замкнутые времениподобные кривые, может быть создана только в том случае, если в этой области нарушается условие слабой энергии, тогда как гипотеза предсказывает, что замкнутые времениподобные кривые окажутся невозможными в будущей теории квантовой гравитации, которая заменит общую теорию относительности). В статье он исследует «случай, когда нарушения причинности появляются в конечной области пространства-времени без сингулярностей кривизны» и доказывает, что «[t] здесь будет горизонтом Коши, который генерируется компактно и что в general содержит одну или несколько замкнутых нулевых геодезических, которые будут неполными. Можно определить геометрические величины, которые измеряют усиление Лоренца и увеличение площади при обходе этих замкнутых нулевых геодезических. Если нарушение причинности возникло из некомпактной исходной поверхности, усредненное условие слабой энергии должны быть нарушены на горизонте Коши ».
