封閉類時曲線

Gödel)於1949年開啟研究風潮。 dfather paradox)的夢靨。

在一洛倫茲流形中,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)的夢靨。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

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t0位於位置p,於時間t1時,僅能移動到c(t1 − t0)之內的位置。

廣義相對論

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:
克爾真空(Kerr vacuum)(此為不帶電荷、磁荷且旋轉之黑洞的模型) van Stockum塵(此為具有柱狀對稱結構之宇宙塵的模型) 哥德爾Λ塵(Gödel lambdadust)(此為慎選宇宙常數項Λ下宇宙塵的模形) J. Richard Gott提出了利用宇宙弦製造CTC的機制。 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)。

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