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¿Por qué la velocidad de la luz prevenir totalmente la información instantánea de exchange?

Basado en la clásica luz de cono de aproximación es fácil ver que usted no puede transmitir información más rápido que $c$ pero, ¿por qué la velocidad de la luz (que yo sepa) tratar de transmisión de información en este modo formalmente?

Por ejemplo ir a la Sci-Fi de la ruta, de Orson Scott Card el universo de Ender hay un dispositivo llamado un ansible que parece ser descrito como una especie de junto dispositivo de estado - emparejar dos dispositivos y como se mueven aparte que permanecen vinculados. Los detalles, probablemente, no importa ya que esta es una pregunta hipotética. Con ansibles, obviamente, sólo puede mover los dispositivos sujetos a la normalidad física así que si usted encuentra una colonia de 100 años-luz de distancia, se necesita al menos 100 años para obtener el ansible allí. Pero entonces, usted tiene la comunicación.

Es posible que razonablemente simple (dicen grado, pero no a nivel de posgrado) términos para explicar por qué esto es totalmente imposible, ¿por qué la información no puede de ninguna manera violar la velocidad de la luz de limitar, en lugar de que simplemente no se puede pensar en una manera de hacerlo?

36voto

barry Puntos 131

La cosa acerca de la velocidad de la luz $c$ es que no es sólo un número asociado con un cierto tipo de partículas. Aunque podríamos hablar de la masa de los protones, y no habría ningún problema suponiendo que no los protones tenido mayor o menor masas, el valor de $c$ es una bestia completamente distinta.

$c$ es una propiedad intrínseca del espacio-tiempo en sí, no de las partículas en el espacio-tiempo. Usted no esperaría que exista nada (tableros de partículas, de la señal, información) que se puede insertar en el espacio-tiempo con la propiedad "cambia la naturaleza del espacio-tiempo para sí mismo."

La de arriba está destinada a socavar el "si es sólo una propiedad de todo lo que hemos encontrado hasta ahora, no hemos descartado que encontrar cosas que sin esta propiedad" línea de pensamiento.


Para obtener una demostración concreta de lo que va mal cuando se modifica la estructura del espacio-tiempo tal y como la conocemos, echa un vistazo a la "tachyonic antitelephone". Esto demuestra cómo un resumen de comunicación más rápido que la luz conduce a la causalidad de las violaciones como se observa, incluso por no más rápidas que la luz de los observadores.

Hay muchas variaciones en el experimento de pensamiento; aquí está uno de ellos (con las matemáticas que se trabajaron en el artículo enlazado): $A$ se está alejando de la $B$ con velocidad de $v < c$ $B$'s de marco de referencia. $A$ envía una manera más rápida que la luz del mensaje de a $B$, que responde en especie con una respuesta. El problema es lo suficientemente rápida (pero no más rápido que $c$!) velocidades $v$, $A$ recibirá la respuesta antes de enviar el mensaje. Más rápidas que la luz nada engendra el viaje en el tiempo.


Ya que se repite demasiado a menudo, también voy a contador quantum entanglement argumentos aquí. Quantum entanglement hace nada en la hipotética "¿por qué no puede este comunicarse más rápido que la luz?" escenarios distintos de garantizar que las dos partículas se "colapso" de la misma (o lo inverso, o ortogonales, o lo que sea) de los estados cuando se observa. La única mecánica cuántica aspecto de todo este asunto es el hecho de que el eventual estado de colapso puede incluso no existir antes de la medición (no es una variable oculta).

Pero la correlación -- lo que quiere contar, a comunicarse más rápido que la luz, podría lograrse totalmente clásico. Tomar una canica roja y una azul de mármol, los puso en una bolsa y sacar una al azar sin mirar. Bloquear el mármol en una caja, y de la mano de la bolsa a otra persona, que también no pico. Enviar a la persona lejos. A continuación, busque en su mármol. Si es azul, que al instante de saber que la otra persona tiene de color rojo. Pero usted transmite nada. Todos los principios de la mecánica cuántica no es hacer lo que tiene que el mármol no está pre-determinado.

Esto no debería venir como una sorpresa, porque la única nociones de espacio y tiempo en la mecánica cuántica son los de espacio-tiempo en sí. La mecánica cuántica no viene equipado con algunas independiente de la noción de las distancias. Así que sea cual sea la estructura de espacio-tiempo ha se aplica a la cuantía de las cosas tanto como los mármoles y las personas y las señales.


Todo lo dicho aquí se mantiene fiel incluso en la relatividad general, por el camino. Permitiendo que las cosas se mueven más rápido que $c$ todavía conduce a la causalidad de las violaciones. Incluso envolver las cosas en una "burbuja de deformación" y el movimiento que más rápido que $c$ conduce a la causalidad de las violaciones.

6voto

Más rápido que la luz comunicación violaría la causalidad. Si FTL de comunicación de alguna manera estaba permitido por la naturaleza, entonces usted podría matar a alguien antes de disparar el arma que simplemente no tiene ningún sentido. Usted simplemente no puede tener algo que es causado por algún evento ocurra antes de que se produzca el evento. Sencillamente, FTL comunicación da lugar a paradojas.

5voto

Meltdownman Puntos 1

Uno de los principales que serían violadas es la causalidad. Sólo mirando las cosas desde un solo fotograma (como aquí en la tierra), no hay ningún problema aparente. Pero tan pronto como usted examina las cosas en otros marcos se pone difícil.

Una vez que te permiten viajar más rápido que la $c$ en un marco, es posible construir una serie de mensajes, cada uno de los cuales se desplaza hacia adelante en el tiempo, en algunos cuadros, pero donde el mensaje final llega al transmisor antes de la hora a la que envía el mensaje.

Este es un sitio con algunas buenas diagramas de Minkowski. http://www.theculture.org/rich/sharpblue/archives/000089.html

4voto

Sarath Puntos 1

Un buen enfoque para comprender, es la consideración de los dos componentes de c, la permitividad y la permeabilidad del vacío. Son dos constantes de espacio, y ya por su nombre de entender que es una propiedad física/ física de un límite de espacio no transmitir ningún tipo de radiación más rápido que la velocidad de la luz.

El hipotético momento adecuado de fotones es cero, porque a partir de su hipotético punto de vista que no están tomando parte en el espacio-tiempo, su diagrama de Minkowski se reduciría a un punto adimensional. En este sentido, se podría decir que la información se transmite de inmediato - pero esta es una consideración que no toma en cuenta el espacio-tiempo en el que vivimos en calidad de observadores. De la misma manera que hay una ley fundamental (la segunda SR postulado) que la velocidad de la luz no puede ser observado más rápido que c, no se significa para el espacio-tiempo de los observadores para obtener información más rápido que la velocidad de la luz.

1voto

speter Puntos 263

La información ha de ser transmitida por algo. Las leyes de la Física del estado que la velocidad máxima de que nada puede moverse a la velocidad de la luz, que parece ser una propiedad fundamental del universo. Por lo tanto, si podemos encontrar algo que se puede viajar más rápido que la luz, entonces sería posible transmitir información más rápido, pero hasta entonces, estamos limitados a la velocidad de la luz. [editado para eliminar dudosa sugerencia de que el quantum entanglement podría habilitar más rápido que la luz, la transmisión de la información].

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