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互动时空图解之——超光速与时间逆行

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之前发了一集双生子图解(加外带一课外 火车山洞佯谬图解)
在这里: http://tieba.baidu.com/p/5337206874
这次新开一篇解说超光速的问题


IP属地:吉林1楼2017-10-07 14:01回复
    默认我们停留在飞船甲的视角下,飞船乙于5个时间刻度前,以2/3光速的相对速度,和自己有过一次短暂的照面。因紧急情况出现,飞船甲需要召唤飞船乙调头回来帮自己。在图上,点一下“发送超光速信息”,任意一个视角下的都可以。

    所定制的超光速信息为5倍光速,在收发双方的光锥之外。当然,即使如此,发送方从自己的角度而言并没觉得有什么不妥,按计算,不足一个时间刻度,乙就会收到求助信息,而且能被发送就能被接收,乙确实收到了这一条。
    可是乙从自己的视角,该如何看待这个过程呢?点击乙方头像,切换到其视角下。


    IP属地:吉林4楼2017-10-07 14:26
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      2025-05-22 01:30:35
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      对乙来说,响应甲的请求不是掉头,而是启动引擎追上去,但对信息本身的分析,乙犯难了。
      假设两船擦身而过时统一了时间,而甲发送的求助信息中带了一个时间戳,那么乙会发现,该消息的时间戳表示的是未来时间,甚至这个例子下是否进行参考系变换,结果都是未来时间。
      消息是逆时的?因为无法对信号速度进行单程测量,乙暂不接受这个结论,表示这是敌军伪造的,这是个阴谋,最好的办法是忽悠回去,把这个信息原封不动,以5倍光速反向发出。
      点一次接收方视角下的“发送超光速信息”。


      IP属地:吉林5楼2017-10-07 14:58
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        回到甲的视角下,这回事情大条了。一早信息发出“之后”再没接到过回应,反而这时有报告称,有台一直运行着的信号接收器日志显示,在昨晚该机器就收到了疑似和发出的信息一模一样的信息。

        反馈事件在发送事件时间之前,我们无可争辩的把消息送回了过去。


        IP属地:吉林6楼2017-10-07 15:31
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          如果让两船无条件进行信息反射,即在图上多次进行“切换”“发送”这种操作,信息就会被送到越来越早的过去,直至重回两飞船相遇那一刻。

          因为我们没有在发送和反馈之间建立直接关联,这使得这个故事看起来被允许发生,一些玄幻小说也正是基于这个套路。


          IP属地:吉林7楼2017-10-07 15:36
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            然而如果这些条件能够持续,建立关联是不可避免的。发生这个诡异现象后,甲船长就可以说:如果信号接收器收到了什么信息,延迟一定时间后,发给乙方。那么事情可能就变成了这样:

            该信息将在时空圈环中循环,是谁创建的它呢?Noone.
            另一方面,破坏这个圈环也异常容易,只要我们不光考虑信息本身,还考虑利用信息载体的能量,即收到时将能量存储下来(哪怕热力学原理只允许我们利用一部分)并在发送时增益它。可以想见能量会在这个圈环中被一直增益至无穷大。(广相的虫洞解基于类似的理由被预言无法持续,产生即破产)能量守恒也被破坏了。


            IP属地:吉林8楼2017-10-07 15:44
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              通过图解,应该容易看出,所谓超光速时间逆行,一并非直接能让你回到自己认可的“过去”,物理理论上目前没有允许它的过程,数学上得到的是虚数;二也并非“追上你的历史影像”之类的纯观测效应,我们收获了一些怪论。
              我们从头捋一下为什么会出现这种局面。
              在我们的场景中,其实有两个预设前提和一个隐藏前提:
              1 是光速不变。从这里导出同时的相对性和洛伦兹变换。
              2 是存在超光速信息。和1共存的话,在变换中会出现逆时的结果(具备类空间隔的两个事件,在不同参考系下顺序可变,这就是同时的相对性)。
              3 是因果律不可违背。这可能不是一个前提,而是一组。
              而在通常的研究尺度下三者只能取其二,否则因果律就会出现自相矛盾。
              显然,在经典牛顿力学体系里没有前提1。但想开理论倒车,你需要挑战的是100多年的实验,包括直接实验和推论性实验(基本上等着你的是整个理论体系树的重新证明);
              狭义相对论中不存在前提2,它通过数学上的光速无穷大壁垒实现。“快子”用不允许降到光速以下避免无穷大,这至今只是个数学上的推演,如果因果律更基本而导致其不能作为信息使用,则理论上我们也发现不了它;
              而在量子论的普朗克尺度及某些研究方式下,前提3则存在弹性。(量子论的很多表述常常表现得因果倒置)


              IP属地:吉林本楼含有高级字体9楼2017-10-07 16:00
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                其实就一般意义而言,如果有一种普遍存在的,我们可以利用的信号(或基本力,暂命名为“超力”)是超光速的,那么就不可能出现光速不变这个现象,不变的应该是此“超力”的传递速度,而我们将用该速度重新定义基本常数和同时性。当然,只要瞬时信号不存在,洛伦兹变换就只需要换个常数就够了。
                提到瞬时,现在很多同学估计都会反应出一个词叫“量子纠缠”。没错,其实如果量子纠缠被允许传递信息,则以上怪论论统统都会生效,然而贝尔不等式的裁决虽然决定了世界的量子性,却不代表和相对论有结论上的矛盾——两端的结果传递依然要屈从于光锥。
                而实验上,甚至我们想不出方案怎么唯一确定所谓的“瞬时”是由哪个参考系的同时定义的——因为只能测量一次,谁测对谁有效。还是那句话,你最终要屈从于光速来认知这一切,不服不行~


                IP属地:吉林10楼2017-10-07 16:15
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                  2025-05-22 01:24:35
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                  回复 Natayastormy :只要有一个最大速度哪怕它超过光速100万倍。相对论仍然是成立的,相对论否定的是无穷大·的速度,而不是非要最快速度是3*10^8m/s。
                  就洛变的数学形式来说,那个C不为无穷大且有一个定值就行了。若C为无穷,则洛因子恒=1,相对论失效。若这个极限速度被超越,则洛因子的分母为虚数


                  12楼2017-10-12 16:37
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                    洛因子和最后的时空数值都为虚数。由于人体的实在性了,所以虚数时空是不可能有人的存身之地的。
                    若v接近于C,则运动者的时间相对观察者【先前的加速可以确定这里的运动者】会变快,可以飞到观察者的未来,即天上一天相当于地上一百天。


                    13楼2017-10-12 16:43
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                      极限速度不允许被超越,就不会发生因果律被破坏的事,量子力学中有破坏因果律的·现象吗?


                      14楼2017-10-12 16:47
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                        回复 司马骧苴,
                        我的知识非常有限,说一下我个人看法,只当是热闹一下贴吧气氛吧,
                        1,速度无上限则动质量(能量)出现无穷大,这个大概可以反证速度必须有上限,,,
                        2,c的数值我个人认为不是偶然的,可能是时空本身的属性,,
                        3,相对论一定有失效的时候,比如量子领域,甚至奇点,,,理论物理学总是一天天进步,
                        4,黑洞蒸发的事实,说明“速度有上限"和“突破上限"是同时存在的,只是前者概率非大后者概率非常小,
                        5, 虚数时空就是黑洞视界里面,
                        但其物理意义我理解不了,
                        6, 我不知道(量子力学)有破坏因果律的现象,量子纠缠实验也好,
                        惠勒的延迟选择实验也好,,,我个人认为可以小概率超光速(黑洞蒸发) )也没有破坏因果律的现象,


                        IP属地:浙江来自手机贴吧15楼2017-10-12 18:14
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                          发现物理吧有个非常古老的神贴,发贴的大神叫IRawaddy,一笔一画的教人闵图,看不懂时空图的可以先去看看,,,,我发不了链接,,,,主题叫“【不知道是坑还是生肉】狭义相对论分析的大杀器----闵可夫斯 ",,,,,而且楼中楼有人提到相吧黄老先生并分享的他的著作《 狭义相对论与时空图-黄献民.pdf


                          IP属地:浙江来自手机贴吧16楼2017-10-23 18:15
                          收起回复
                            来这贴的小伙伴有没有能看到2 3两楼的,请帮忙举下手


                            IP属地:吉林来自手机贴吧18楼2017-10-25 12:14
                            收起回复
                              2025-05-22 01:18:36
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                              【尝试重贴2楼】
                              同样,请先看懂和前篇一样的基础,在闵图上进行双视角切换的含义。(链接全角字符需要手打成半角。。。)
                              http://www.kappa8086.net.cn/kepu/relativity-view.html?s1

                              (演示中注意观察每一个单点和坐标轴刻度在变化中的对应关系 )
                              为了屏蔽关于地球优势地位的潜意识直觉,我们不假设任何一个参考系是地球,而是两艘在广袤宇宙空间相遇的飞船。——如果不是它们的相遇,在茫茫星际尺度下,谁也说不清自己是相对于哪个星系有什么速度。两个飞船分别做任何光学实验,结果没有区别。
                              再次强调:狭义相对论建立在“光速不变”这个假设一直成立的基础之上,在闵图上表示为无论怎么变换视角,光锥的角度不变。
                              在这个前提下,我们以互动图解来演示,如果开放允许超光速这个条件,会发生怎样的情形。


                              IP属地:吉林29楼2017-10-26 10:29
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