作者  xgcj (ㄨGc丁)                                          看板  Gossiping
 標題  Re: [問卦] 超越光速真的能時空旅行嗎
 時間  Mon Feb  4 19:30:26 2013
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我們現在都是根據愛因斯坦的廣義相對論來描寫這宇宙的。

所以就以他為基礎來討論看看所謂的時光旅行可不可能。

廣義相對論是一個描寫物質跟時空交互作用的理論，他的

方程式如下(寫一下而已 沒有要解)
                 1
         R    - ── g    R = κ T
          μν   2    μν        μν

這條就是愛因斯坦場方程。

左邊是描寫時空幾何，右邊是描寫物質在時空中如何分布(跟能量動量有關)

這條方程式是告訴我們，物質跟他所處的幾何是如何演化的。

至於相對論，為什麼要叫做相對論，到底是什麼東西相對的?

我們就從頭說起。

首先，為了方便起見我們把東西都先暫時當作點來做想像。(跟宇宙的尺度比起來)

而這些點在宇宙中所移動的軌跡是一條條的線，我們稱作世界線(world line)。

而移動得幾何背景，就是我們的宇宙，他是一個四維的流形(manifold)。

每一個觀察者都是這條流形上面的world line。而為什麼有些東西比如說尺縮效應，

時鐘變慢等等，其實是因為不同觀察者所在的local座標對時空作不同的1+3分解

所以看到"不同的現象"。(不過這狹義相對論就可以解釋了)


嗯嗯嗯，扯太多了，趕緊回來。那到底所謂的時光旅行能不能呢?

我們就從基本的世界線的種類說起。我們在這一個四維的流形中定義的一個

所謂的度規(metric)的東西，而這一個度規，可以把我們時空中的向量分為

類時(timelike)，類光(lightlike)，類空(spacelike)。

而我們通常只會去討論類時(timelike)，類光(lightlike)兩種，因為另一種

是超光速的。我們通常不會去討論他。

所以我們就來討論所謂的類時跟類光的世界線吧。



有人會說，回到未來的時光旅行，其實這並不難。我們這樣說好了，兩個人從

時空中的某點分離之後，到了未來再結合，這兩人都帶一個鐘，根據最大原時

定理，兩點之間的物體如過是慣性運動(這邊的慣性跟牛頓的不太一樣)會走自己

的鐘走最長的距離，所以只要把東西放在強大重力場旁邊再取回來，他所經過的

時間會比較短。



現在就來討論所謂的回到過去的問題。基本上這問題可以被理解成，所謂的

"closed timelike curve"存不存在的問題。

也就是我們是不是能再某些條件之下，找到一條worldline 他是會回到過去跟

自己相交的。

而廣義相對論的結果是允許的，我們有些場方程解裡面是允許這種線存在的。

最有名的是Gdel   metric

還有Kerr黑洞附近會有closed lightlike curve

其他還有很多解是允許的

Thorne則研究過能夠把蟲洞打開使人可以時光旅行的一些能量條件，發現其實

是非常嚴苛的。

而霍金提出他的chronology protection conjection，他認為不會有這種

closed curve 存在。而一般來說我們會比較喜歡因果條件(causality)良好的宇宙。


先打到這邊吧!剩下的有機會再說

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在這邊所提到的超越光速能不能時光旅行呢?

事實上在這邊裡面 任何超越光速的粒子都是不穩定的

這些粒子的質量平方是負的

他的位能就會像是開口朝下的二次函數一樣的不穩定

這世界事實上是充滿了我們稱為場的東西

而場本身能量的凝聚我們稱為"粒子"

而場本身會有個位能 我們把他寫下來

把場記作ψ

位能長這樣
           2    3    4    5
V~C1ψ+C2ψ+C3ψ+C4ψ+C5ψ+...


通常會找C1=0的地方 也就是微分=0的點上面


ψ很小時 我們只要考慮二次項

而這邊的二次項 就是粒子質量的平方


       2
當V=aψ  的時候


可以分成 a>0 a<0兩種情況來討論

也就是質量平方的正負 而這相當於妳是不是超光速

正的是低於光速 負的是超光速


V

                            /
                           /
                          /
                         /
          ___           /
       ↙/ B  ↘      /
      \__/            /
                     /
       A  ↘        /
            ↘    \_/
              ↘   C


---   2
a>0 (m >0)

A點得地方 是一個半穩定真空 他會躍遷到C點的最穩定真空
也許會花很久的時間 可能是幾百億年

C點是最後  最穩定的真空
      2
a<0 (m <0)

B點是很不穩定的假真空 他的paticle速度甚至會是超光速的

他會在很短的時間內 就躍遷到A或者C
----

躍遷時

可能會在時空中某一點開始躍遷 然後這時空的真空就開始相變

他會像滾水的泡泡一樣擴散開來  這時候各種交互作用可能會分開

最後到了能量比較低的真空狀態

如果遇到這種V那就比較慘了

不過我們也觀察到，有些攤商的魷魚分量的確有變小，同樣也漲聲響起的還有花枝，花枝

另也想請教何解，
少粉絲還表示願意拿手中簽名專輯兌換或花高價購買等，而曬出的藥品則被眼尖網友認出
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多很多。」她愛夫心切，也想和他一樣揚名演藝圈，婚後３年返台，陸續主持《我愛紅娘
: 「二○一三年台灣國際科學展覽會」昨天頒發三名「青少年科學獎」得主，



和碩前陣子與光寶合力捐款6600萬元給台北科技大學，推動18個實驗室設備更新，並提供
推 ispy03532003:省港旗兵                                           02/04 16:00
推 niked:56不能亡                                                  02/04 16:00
  考物理、化學、數學等科目的資格考，考過了，未來三年的相關課程都不用
  上，變成週末到清大上課( 為什麼叫台北學生到清大上課就是個迷了 )

  當年我高一同班，因為考了前幾名，所以就免上未來的課程，直接跳到清大
  上課。


  除了資格考外，各種給大家練兵的競試，建中每學期都有，就是三次月考加
  一次競式，考題通常是課本理論的應用題，小弟雖然是考在全校前五十名(
  二三類組應該有 900人 )，但是考4x分拿前五十也沒什麼好驕傲的。

  ( 上一段只是想說，我物理的程度不差，當做下一段的引子 )

  高三時也有一次可以拿三點的物理考試，當時小弟跟另名好友兩人臨場討論
  ( 五十人在實驗教室考筆試，無人監考 XD  )，也才勉強 "答" 了一題，是
  的，其它題目我們連讀懂都有困難，因為是超出高中範圍的題目。

  考試結果出來，同班那高一就去清大上課的，因為早已修過大一物理，當然
  是拿滿分，保送清大。

  寫到最後，大叔的感想是，龍生龍，鳳生鳳，清大物理教授的子女，當然會
  物理囉 :)

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 36.231.41.86
→ sinohara:近親繁殖                                               02/04 15:56
推 lpbrother:爽歪歪                                                02/04 15:56
※ 編輯: HYL             來自: 36.231.41.86         (02/04 15:57)
推 yenyen0403:有考試 還是比較公平啊 至於有無洩題就不在話下了       02/04 15:57
噓 gsmzxcvbnm:一直討論這幹嗎 難道要讓她女兒每天LOL PTT?            02/04 15:58
推 Caress:那為什麼沒人救扁?                                        02/04 15:59
推 LaBoLa:你是資優班的??                                           02/04 16:07

  不是，資優班的怪物更多，可以玩的用具資源也更多

  講到資優班，又是個不解的迷了，我從來沒搞懂資優班的入學資格，記得建中
  資優班是從國中資優班挑的，並不是聯考來的。

  小弟因為國中沒去老師那補習，所以校內的資優競試沒我的份 Orz...

  順便問個老卦好了，為什麼當年高中聯考，第一梯次的排序，不是用成績排阿
  ？當年親眼看到教育局長的小孩撕了第一張附中的榜單，覺得他還真有自己的
  想法啊....
※ 編輯: HYL             來自: 36.231.41.86         (02/04 16:19)
推 LaBoLa:我比你晚2屆  就沒聽過記點制了  看來真是一屆不如一屆 XD   02/04 16:25
→ HYL:啊，那高一那個免去未來三年理科的考試，該不會當時也沒了吧？  02/04 16:39
→ HYL:現在回想起來，高三準備聯考的時間，突然來個資優考試，感覺就  02/04 16:40
→ HYL:很怪，有點像是因人設事，有人點數不夠所以加開的              02/04 16:40
→ HYL:只能說，教育界也是黑的很                                    02/04 16:41
推 ychinglin:LABOLA跟我同屆 我也沒聽過積點制 是鄉下小學校的關係?   02/04 16:51
→ YoursEver:建中的資優班印象中只收資優保送生. (台北學生人數多)    02/04 17:02
→ YoursEver:相較之下,武陵,竹中資優保送生的名額只收15名,           02/04 17:02
→ YoursEver:園區實驗只收10名,其餘由聯考擇優補齊,再由師大出題篩選  02/04 17:04
→ YoursEver:我和你同屆,積點制沒聽過,那也不是什麼"資格考",         02/04 17:05
→ YoursEver:師大統一出題,只要是高一生都能考試,前50(?)名交由清華   02/04 17:06
→ YoursEver:訓練; 不只台北的學生去新竹,其他地方的學生也去新竹.    02/04 17:07