Сверхсветовая связь

Сверхсветовая коммуникация — это гипотетический процесс, в котором информация передается со скоростью, превышающей скорость света. В настоящее время научный консенсус заключается в том, что связь со скоростью, превышающей скорость света, невозможна, и на сегодняшний день она не была достигнута ни в одном эксперименте.

Сверхсветовая связь, кроме как через червоточины , вероятно, невозможна. ^[1] потому что в лоренц-инвариантной теории его можно использовать для передачи информации в прошлое . Это усложнило бы причинно-следственную связь , но никакие теоретические аргументы окончательно не исключают такую возможность. ^[2]

Был предложен или изучен ряд теорий и явлений, связанных со сверхсветовой связью, включая тахионы , нейтрино , квантовую нелокальность , червоточины и квантовое туннелирование .

Предлагаемые механизмы

Тахионы

Тахионные частицы — это гипотетические частицы, которые движутся быстрее света и предположительно могут обеспечить сверхсветовую связь. Поскольку такая частица нарушила бы известные законы физики, многие учёные отвергают идею их существования. ^[2] Напротив, тахионные поля – квантовые поля с мнимой массой – определенно существуют и демонстрируют сверхсветовую групповую скорость при некоторых обстоятельствах . Однако такие поля имеют световую скорость сигнала и не обеспечивают сверхсветовую связь. ^[3]

Квантовая нелокальность

Квантовая механика нелокальна в том смысле, что удаленные системы могут быть запутанными . Запутанные состояния приводят к корреляциям в результатах измерений, которые в противном случае были бы случайными, даже если измерения проводятся почти одновременно и в очень удаленных точках. Невозможность сверхсветовой коммуникации побудила Эйнштейна, Подольского и Розена предположить, что квантовая механика должна быть неполной (см. парадокс ЭПР ).

Однако сейчас хорошо понятно, что квантовая запутанность не позволяет никакому влиянию или информации распространяться сверхсветовым путем.

Практически любая попытка заставить одного члена запутанной пары частиц перейти в определенное квантовое состояние разрушает запутанность между двумя частицами. Другими словами, другой член запутанной пары совершенно не подвержен влиянию этого «вынуждающего» действия, и его квантовое состояние остается случайным; предпочтительный результат не может быть закодирован в квантовом измерении. ^[4]

Технически постулат микроскопической причинности аксиоматической квантовой теории поля подразумевает невозможность сверхсветовой коммуникации с использованием любых явлений, поведение которых может быть описано ортодоксальной квантовой теорией поля. ^[5] Особым случаем этого является теорема об отсутствии связи , которая предотвращает связь с использованием квантовой запутанности составной системы, разделяемой двумя пространственно-подобно разделенными наблюдателями. Некоторые авторы утверждают, что использование теоремы об отсутствии связи для вывода о невозможности сверхсветовой коммуникации является круговым, поскольку теорема об отсутствии связи предполагает, что система является составной. ^[6]

Червоточины

Если червоточины возможны, то через них можно было бы отправлять обычные субсветовые методы связи для достижения фактически сверхсветовых скоростей передачи в нелокальных регионах пространства-времени. ^[7] Учитывая огромную энергию или экзотическую материю с отрицательной массой / отрицательной энергией , которые, как предполагают современные теории, потребуются для открытия червоточины, достаточно большой для прохождения через нее космического корабля , вполне возможно, что практично будет строить только червоточины атомного масштаба, ограничивая их использование исключительно к передаче информации. Некоторые гипотезы образования червоточин не позволяют им когда-либо стать «дырами времени», обеспечивая сверхсветовую связь без дополнительных сложностей, связанных с общением с прошлым. ^[8]

Вымышленные устройства

тахиоподобный

Коммуникатор Дирака фигурирует в нескольких произведениях Джеймса Блиша , особенно в его рассказе 1954 года «Гудок» (позже расширенном в «Квинконс времени »). Как упоминается в названии, любое активное устройство получало сумму всех переданных сообщений во всемирном пространстве-времени за один импульс, так что демультиплексирование давало информацию о прошлом, настоящем и будущем.

Сверхсветовые передатчики и ансибли

Термины «ультраволновой» и «гиперволновой» использовались несколькими авторами, часто как синонимы, для обозначения связи со скоростью, превышающей скорость света. Примеры включают в себя:

Э. Э. Смит использовал термин «ультраволна» в своей статей о Ленсмане серии для волн, которые распространяются через субэфир и могут использоваться для оружия, связи и других приложений.
В » Айзека Азимова « «Основание серии ультраволны» и «гиперволны» используются как синонимы для обозначения сверхсветовой среды связи. Также имеется гиперволновое реле .
Во «Звездного пути» вселенной подпространство обеспечивает связь со скоростью, превышающей скорость света (подпространственное радио) и путешествия ( варп-двигатель ).
« Города в полете» В серии Джеймса Блиша рассказывается об ультраволновой связи, в которой для передачи информации используется известное явление фазовой скорости, что на самом деле невозможно. Ограничения фазовой скорости, превышающие скорость света, позже привели его к разработке коммуникатора Дирака.
Ларри Нивен использовал гиперволну в своей серии «Известное пространство» как термин для обозначения сверхсветового метода связи. В отличие от гипердвигателя, который перемещал корабли с конечной сверхсветовой скоростью, гиперволна была по существу мгновенной.
В романах Ричарда К. Моргана Такеши Ковача человеческие колонии на далеких планетах поддерживают контакт с Землей и друг с другом с помощью гиперпространственной иглы , технологии, которая перемещает информацию «... настолько близко почти мгновенно, что ученые до сих пор спорят о терминологии».

Более поздним устройством был анзибль, придуманный Урсулой К. Ле Гуин и широко использованный в ее Хайнском цикле . Как и устройство Блиша, оно обеспечивало мгновенную связь, но без неудобного звукового сигнала.

Анзибль также является основным элементом сюжета, почти Макгаффином , в Мун Элизабет серии «Война Ватты» . Большая часть сюжетной линии вращается вокруг различных сторон, атакующих или восстанавливающих Ansible, а также вокруг внутренней политики ISC (InterStellar Communications), корпорации, которая обладает монополией на технологию Ansible. ^[9]

Анзибль также используется в качестве основной формы общения в Скотта Карда Орсона серии «Игры Эндера» . В нем обитает неискусственное разумное существо, основанное на энергии, называемое Айуа, которое было помещено в сеть ansible и носит имя Джейн . Это было сделано, когда люди поняли, что педерасты , инопланетный вид, напавший на Землю, могут мгновенно общаться, и поэтому люди попытались сделать то же самое.

Квантовая запутанность

В Эрнеста Клайна романе « Армада » инопланетные захватчики обладают технологией мгновенной «квантовой связи» с неограниченным радиусом действия. Люди перепроектируют устройство на основе захваченных инопланетных технологий. ^[10]
В Mass Effect мгновенная связь возможна с помощью коммуникаторов квантовой запутанности, размещенных в комнатах связи звездолетов. серии видеоигр
В непрерывности Аватара возможна сверхсветовая связь посредством тонкого контроля над состоянием запутанных частиц, но для практических целей крайне медленная и дорогая: при скорости передачи три бита информации в час и стоимости $7500 за штуку. бит, он используется только для сообщений с наивысшим приоритетом. ^[11]
Чарльза Стросса В книгах «Singularity Sky» и «Iron Sunrise» используются «причинные каналы», которые используют запутанные частицы для мгновенной двусторонней связи. Недостатком этого метода является то, что запутанные частицы являются расходуемыми, а использование перемещения со скоростью, превышающей скорость света, разрушает запутанность, так что один конец канала должен перемещаться со скоростью ниже скорости света. Это делает их дорогими и несколько ограничивает их полезность.
В Лю Цысиня романе «Задача трёх тел» инопланетяне-трисолярцы, готовясь к вторжению в Солнечную систему, используют устройство с характеристиками Ansible для связи со своими коллегами на Земле в режиме реального времени. Кроме того, они используют на Земле шпионские/диверсионные устройства под названием «Софоны», которые путем проникновения могут получить доступ к любому виду сохраненной в электронном виде и визуальной информации, взаимодействовать с электроникой и передавать результаты обратно на Трисолярис в режиме реального времени посредством квантовой запутанности. Используемая технология представляет собой «одиночные протоны, которые были развернуты из одиннадцати пространственных измерений в два измерения, запрограммированы, а затем снова свернуты», и, таким образом, софоны остаются невидимыми для людей.

Психические связи

Психические связи, принадлежащие лженауке , ^[12]^[13] были описаны как объяснимые физическими принципами или необъяснимые, но утверждается, что они действуют мгновенно на больших расстояниях.

В телесериале «Звездные врата» персонажи способны мгновенно общаться на больших расстояниях, передавая свое сознание другому человеку или находясь в любой точке вселенной с помощью « Древних камней связи». Неизвестно, как действуют эти камни, но технология, объясняемая в сериале, обычно вращается вокруг червоточин для мгновенной телепортации, путешествий со скоростью, превышающей скорость света, искажающих пространство, а иногда и вокруг квантовых мультивселенных .

В книге Роберта А. Хайнлайна « Время звезд » телепатия близнецов использовалась для поддержания связи с далеким космическим кораблем.

Питера Ф. Гамильтона показаны В «Трилогии о пустоте» психические связи между множеством тел, одновременно занятых некоторыми персонажами.

В сериале Брэндона Сандерсона « Skyward » персонажи могут использовать «Цитонику» для мгновенного общения на любом расстоянии, отправляя сообщения через межпространственную реальность, называемую «нигде».

Другие устройства

Подобные устройства присутствуют в работах многих других, таких как Фрэнк Герберт. ^[14] и Филип Пулман , назвавший его резонатором из магнита . ^[15]

В серии книг Энн Маккаффри « Хрустальный певец» было представлено устройство мгновенной связи, работающее на редком «Черном кристалле» с планеты Баллибран. Черные кристаллы, вырезанные из одного и того же месторождения полезных ископаемых, можно «настроить» так, чтобы они мгновенно вибрировали друг с другом, даже если они разделены межзвездными расстояниями, что позволяет осуществлять мгновенную телефонную передачу голоса и данных. Точно так же в Грегори Кейса сериале «Эпоха безумия » «эфиршрайберы» используют для общения две половины одного «перезвона», чему способствует научная алхимия. ^[16] Хотя скорость связи важна, так же важен и тот факт, что сообщения не могут быть подслушаны, кроме как слушателями с куском того же оригинального кристалла.

Стивен Р. Дональдсон в своем цикле Gap предложил аналогичную систему, Симбиотический Кристаллический Резонанс Трансмиссии , явно технологию ansible-типа, но очень сложную в производстве и ограничивающуюся текстовыми сообщениями.

В « Со сложенными руками » (1947) и «Гуманоиды» (1949) Джека Уильямсона мгновенная связь и передача энергии через межзвездное пространство возможны с помощью родомагнитной энергии .

В романе Ивана Ефремова 1957 года «Туманность Андромеды » устройство для мгновенной передачи информации и материи становится реальным благодаря использованию «биполярной математики» для исследования использования антигравитационных теневых векторов через нулевое поле и антипространство, что позволяет им создавать контакт с планетой Эпсилон Тукана.

В Эдмонда Гамильтона книге «Звездные короли » (1949) открытие неизвестной формы электромагнитного излучения, называемого субспектральными лучами, движется быстрее света. Самыми быстрыми из них являются Минус-42-я Октава, которая позволяет осуществлять телестереосвязь в реальном времени с любым человеком в галактике. ^[17]

В романах и рассказах Кордвайнера Смита « Совершенствование » межпланетная и межзвездная связь обычно передается от планеты к планете, предположительно со сверхсветовой скоростью на каждом этапе (по крайней мере, между солнечными системами), но с кумулятивной задержкой. Для срочной связи существует «мгновенное сообщение», которое фактически мгновенно, но очень дорого. ^[18]

В Говарда Тейлора веб-комиксе «Наемник Шлока » сверхсветовая связь осуществляется через гиперсеть, охватывающий галактику аналог Интернета . Через гиперсеть сообщения и данные передаются через наноскопические червоточины с использованием обычных электромагнитных сигналов.

См. также

Ссылки

^ Перковиц, Сидни (2011). Медленный свет: невидимость, телепортация и другие тайны света . Всемирная научная . п. 108. ИСБН 978-1-84816-753-7 . Выдержка со страницы 108 .
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б Типлер, Пол А.; Ллевеллин, Ральф А. (2008). Современная физика (5-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman & Co., с. 54 . ISBN 978-0-7167-7550-8 . ... так что существование частиц v > c ... называемых тахионами ... поставило бы теорию относительности серьезными ... проблемами бесконечных энергий творения и парадоксов причинности.
^ Лиза Рэндалл, Искаженные проходы: разгадка тайн скрытых измерений Вселенной , стр. 286: «Первоначально люди думали о тахионах как о частицах, движущихся со скоростью, превышающей скорость света... Но теперь мы знаем, что тахион указывает на нестабильность в теория, которая его содержит, к сожалению для любителей научной фантастики, тахионы не являются реальными физическими частицами, встречающимися в природе».
^ Сигел, Итан. «Нет, мы все еще не можем использовать квантовую запутанность, чтобы общаться быстрее света» . Форбс . Проверено 28 мая 2024 г.
^ Эберхард, Филипп Х.; Росс, Рональд Р. (1989), «Квантовая теория поля не может обеспечить связь быстрее, чем свет» , Foundations of Physics Letters , 2 (2): 127–149, Бибкод : 1989FoPhL...2..127E , doi : 10.1007/ БФ00696109 , С2КИД 123217211
^ Пикок, Калифорния; Хепберн, Б. (1999). «Начало вопроса о сигнализации: квантовая передача сигналов и динамика многочастичных систем». Материалы заседания Общества точной философии . arXiv : Quant-ph/9906036 . Бибкод : 1999quant.ph..6036P .
^ Моррис, Брэндон К. (16 марта 2021 г.). «Крошечные червоточины могут быть использованы для межзвездной связи» . Подведение итогов . Проверено 6 января 2023 г.
^ «Тощие червоточины могут передавать сообщения во времени | New Scientist» .
^ Мун, Элизабет (сентябрь 2004 г.). Торговля в опасности (массовое издание). Дель Рей. п. 111. ИСБН 0-345-44761-1 . Атака на межсистемные ansibles просто... просто немыслима
^ Бенджамин, Гарфилд (2016). Субъект-киборг: реальность, сознание, параллакс . Пэлгрейв Макмиллан. п. 28. ISBN 978-1-137-58448-9 .
^ Аватар Джеймса Кэмерона: Руководство по выживанию активиста , с. 156–157.
^ Хайнс, Теренс. (2003). Лженаука и паранормальные явления . Книги Прометея. стр. 117–145. ISBN 1-57392-979-4
^ Диаконис, Перси. (1978). Статистические проблемы в исследованиях экстрасенсорного восприятия . Новая серия «Наука», Vol. 201, № 4351. С. 131–136.
^ Герберт, Франк (апрель 1970 г.) [1970]. Порочная звезда . Журнал «Миры If».
^ Пуллман, Филип (2 октября 2001 г.) [2000]. Янтарная подзорная труба (Его темные материалы, 3-е массовое издание). Нью-Йорк: Дель Рей . п. 156 . ISBN 0-345-41337-7 . Что ж, в нашем мире есть способ взять обычный магнит и запутать все его частицы, а затем разделить его на две части, чтобы обе части резонировали друг с другом.
^ Киз, Дж. Грегори (4 марта 2009 г.). Тени Бога . ООО "Рэндом Хаус". ISBN 9780307559609 . Мой эфиршрайбер был потерян, когда «Коуэта» захватила нас.
^ Будущая история Звездного Короля - Удивительные истории
^ Смит, Кордвейнер. «На штормовой планете» (февраль 1965 г.), гл. XII, стр. 148–149 в: Дозуа, Гарднер , изд. (28 октября 2014 г.). Современные классические научно-фантастические рассказы . Нью-Йорк: Пресса Святого Мартина . стр. 94–163. ISBN 9781466884472 . Коммуникатор был из тех, что устанавливают на планообразующих кораблях рядом с пилотом. Арендной платы за один из них было достаточно, чтобы заставить любое планетарное правительство пересмотреть свой годовой бюджет. ... Она нажала кнопку. «Мгновенное сообщение». ... Кашер, зная цену такого рода связи, почти чувствовал, что видит, как из бюджета Генриады утекает артериальный поток денег, когда машины пересекают галактику, находят Миззера и возвращаются с ответом.

[1] Перковиц, Сидни (2011). Медленный свет: невидимость, телепортация и другие тайны света . Всемирная научная . п. 108. ИСБН 978-1-84816-753-7 . Выдержка со страницы 108 .

[Tipler-2] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б Типлер, Пол А.; Ллевеллин, Ральф А. (2008). Современная физика (5-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman & Co., с. 54 . ISBN 978-0-7167-7550-8 . ... так что существование частиц v > c ... называемых тахионами ... поставило бы теорию относительности серьезными ... проблемами бесконечных энергий творения и парадоксов причинности.

[Randall-3] Лиза Рэндалл, Искаженные проходы: разгадка тайн скрытых измерений Вселенной , стр. 286: «Первоначально люди думали о тахионах как о частицах, движущихся со скоростью, превышающей скорость света... Но теперь мы знаем, что тахион указывает на нестабильность в теория, которая его содержит, к сожалению для любителей научной фантастики, тахионы не являются реальными физическими частицами, встречающимися в природе».

[4] Сигел, Итан. «Нет, мы все еще не можем использовать квантовую запутанность, чтобы общаться быстрее света» . Форбс . Проверено 28 мая 2024 г.

[Eberhard-5] Эберхард, Филипп Х.; Росс, Рональд Р. (1989), «Квантовая теория поля не может обеспечить связь быстрее, чем свет» , Foundations of Physics Letters , 2 (2): 127–149, Бибкод : 1989FoPhL...2..127E , doi : 10.1007/ БФ00696109 , С2КИД 123217211

[Peacock-6] Пикок, Калифорния; Хепберн, Б. (1999). «Начало вопроса о сигнализации: квантовая передача сигналов и динамика многочастичных систем». Материалы заседания Общества точной философии . arXiv : Quant-ph/9906036 . Бибкод : 1999quant.ph..6036P .

[7] Моррис, Брэндон К. (16 марта 2021 г.). «Крошечные червоточины могут быть использованы для межзвездной связи» . Подведение итогов . Проверено 6 января 2023 г.

[urlSkinny_wormholes_could_send_messages_through_time_|_New_Scientist-8] «Тощие червоточины могут передавать сообщения во времени | New Scientist» .

[vatta1-9] Мун, Элизабет (сентябрь 2004 г.). Торговля в опасности (массовое издание). Дель Рей. п. 111. ИСБН 0-345-44761-1 . Атака на межсистемные ansibles просто... просто немыслима

[10] Бенджамин, Гарфилд (2016). Субъект-киборг: реальность, сознание, параллакс . Пэлгрейв Макмиллан. п. 28. ISBN 978-1-137-58448-9 .

[11] Аватар Джеймса Кэмерона: Руководство по выживанию активиста , с. 156–157.

[12] Хайнс, Теренс. (2003). Лженаука и паранормальные явления . Книги Прометея. стр. 117–145. ISBN 1-57392-979-4

[13] Диаконис, Перси. (1978). Статистические проблемы в исследованиях экстрасенсорного восприятия . Новая серия «Наука», Vol. 201, № 4351. С. 131–136.

[star-14] Герберт, Франк (апрель 1970 г.) [1970]. Порочная звезда . Журнал «Миры If».

[amber-15] Пуллман, Филип (2 октября 2001 г.) [2000]. Янтарная подзорная труба (Его темные материалы, 3-е массовое издание). Нью-Йорк: Дель Рей . п. 156 . ISBN 0-345-41337-7 . Что ж, в нашем мире есть способ взять обычный магнит и запутать все его частицы, а затем разделить его на две части, чтобы обе части резонировали друг с другом.

[16] Киз, Дж. Грегори (4 марта 2009 г.). Тени Бога . ООО "Рэндом Хаус". ISBN 9780307559609 . Мой эфиршрайбер был потерян, когда «Коуэта» захватила нас.

[17] Будущая история Звездного Короля - Удивительные истории

[18] Смит, Кордвейнер. «На штормовой планете» (февраль 1965 г.), гл. XII, стр. 148–149 в: Дозуа, Гарднер , изд. (28 октября 2014 г.). Современные классические научно-фантастические рассказы . Нью-Йорк: Пресса Святого Мартина . стр. 94–163. ISBN 9781466884472 . Коммуникатор был из тех, что устанавливают на планообразующих кораблях рядом с пилотом. Арендной платы за один из них было достаточно, чтобы заставить любое планетарное правительство пересмотреть свой годовой бюджет. ... Она нажала кнопку. «Мгновенное сообщение». ... Кашер, зная цену такого рода связи, почти чувствовал, что видит, как из бюджета Генриады утекает артериальный поток денег, когда машины пересекают галактику, находят Миззера и возвращаются с ответом.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]