封閉類時曲線

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索

在一勞侖茲流形中,一條封閉類時曲線(closed timelike curve,CTC)是一物質粒子於時空中的一種世界線,其為「封閉」,亦即會返回起始點。這種可能性是由Willem Jacob van Stockum於1937年以及庫爾特·哥德爾(Kurt Gödel)於1949年開啟研究風潮。若CTC存在,則似乎隱射時間機器理論上可行,如此也引出了祖父悖論(grandfather paradox)的夢夢魘。CTC與參考系拖曳(frame dragging)以及提普勒柱體(Tipler Cylinder)有關。這是廣義相對論帶來的眾多有趣的「副作用」其中一者。

光錐[编辑]

下方光錐是平直時空中典型的光錐模樣——所有包含在光錐裡的時空座標具有較遲的時間. 上方光錐不僅是於同時間點包含了其他空間位置,它也不包含未來時間的x=0,而包含了早先的時間。

當在廣義相對論中討論一系統的演進,或將討論限定在閔可夫斯基時空,物理學家常提及「光錐」。一個光錐表示一給定現在狀態的物體未來任何可能的演進,或給定現在位置之下,未來任何可能的位置。一個物體的未來可能位置受限於該物體能移動的速度,最快只能到光速。舉例而言,一個物體於時間t_0位於位置p,於時間t_1時,僅能移動到c(t_1 - t_0)之內的位置。

廣義相對論[编辑]

CTC有著令人難安的習性:會出現在廣義相對論的核心——愛因斯坦場方程式所得「局域上」無可異議的精確解,其為幾個最重要解中的數個。包括有:

這些例子中的幾個如同提普勒柱體,相當斧鑿而不自然,但克爾解的「外面」部份則被認為某種程度上是一般性的,所以一旦得知其「內部」含有CTC,則令人相當不安。多數物理學家感覺這樣的解中的CTC是人為客體(artifact)。

相關條目[编辑]

參考文獻[编辑]

  • S. Carroll. Spacetime and Geometry. Addison Wesley. 2004年. ISBN 0-8053-8732-3. 
  • Kurt Gödel. An Example of a New Type of Cosmological Solution of Einstein's Field Equations of Gravitation. Rev. Mod. Phys. 1949年, 21: 447. 

外部連結[编辑]