Связь быстрее света - Faster-than-light communication

Сверхсветовая коммуникация - это гипотетический процесс, в котором информация передается со скоростью, превышающей скорость света (FTL). Текущий научный консенсус заключается в том, что связь со скоростью, превышающей скорость света, невозможна, и на сегодняшний день это не было достигнуто ни в одном эксперименте.

Сверхсветовая коммуникация, кроме, возможно, через кротовые норы, вероятно, невозможна, потому что в лоренц-инвариантной теории ее можно использовать для передачи информации в прошлое . Это усложняет причинно-следственную связь, но никакие теоретические аргументы окончательно не исключают эту возможность.

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

Предлагаемые механизмы

Тахионы

Тахионные частицы - это гипотетические частицы, которые движутся быстрее света. Они позволили бы сверхсветовую коммуникацию, и по этой причине многие считают, что их не существует. Напротив, тахионные поля - квантовые поля с мнимой массой - безусловно, существуют и при некоторых обстоятельствах демонстрируют сверхсветовую групповую скорость . Однако такие поля обладают скоростью светового сигнала и не допускают сверхсветовой связи.

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 выполняются почти одновременно и в очень удаленных точках. Невозможность сверхсветовой коммуникации привела к тому, что Эйнштейн, Подольский и Розен предположили, что квантовая механика должна быть неполной (см. Парадокс ЭПР ).

Однако сейчас хорошо известно, что квантовая запутанность не позволяет никакому влиянию или информации распространяться сверхсветовым образом. Технически, микроскопическая причинность постулатом из аксиоматической квантовой теории поля означает невозможность сверхсветовой коммуникации с использованием любого явления, поведение которых можно описать ортодоксальной квантовой теории поля. Частным случаем этого является теорема об отсутствии связи , которая предотвращает общение с использованием квантовой запутанности составной системы, совместно используемой двумя пространственно-подобными наблюдателями. Некоторые авторы утверждали, что использование теоремы об отсутствии связи для вывода о невозможности сверхсветовой связи является циклическим, поскольку теорема об отсутствии связи предполагает, что система является составной.

Червоточины

Если червоточины возможны, то через них можно было бы передавать обычные подсветовые методы связи для достижения сверхсветовых скоростей передачи. Учитывая огромную энергию или экзотическую материю с отрицательной массой / отрицательной энергией, которые, как предполагают современные теории, потребуются для открытия червоточины, достаточно большой, чтобы пропустить через нее космический корабль , возможно, что построить кротовые норы только атомного масштаба будет практичным, ограничивая их использование исключительно передаче информации. Некоторые гипотезы образования червоточин не позволят им когда-либо стать «временными дырами», позволяя сверхсветовую коммуникацию без дополнительных осложнений, связанных с разрешением коммуникации с прошлым.

Вымышленные устройства

Ультраволна и гиперволна

Термины «ультраволна» и «гиперволна» использовались несколькими авторами, часто взаимозаменяемыми, для обозначения связи со скоростью, превышающей скорость света. Примеры включают:

Е. Е. Смит использовал термин «UltraWAVE» в его Lensman серии , для волн, распространяющихся через субэфир и может быть использованы для оружия, средства связи и других приложений.
В Айзека Азимова «с Фондом серии ,„Ultrawave“и„Hyperwave“используются как синонимы представляют сверхсветовой среду связи. Также имеется гиперволновое реле .
Во вселенной Star Trek подпространство несет в себе сверхсветовую связь (подпространственное радио) и путешествия ( варп-двигатель ).
В сериале « Города в полете » Джеймса Блиша использовалась ультраволновая связь, в которой для передачи информации использовалось известное явление фазовой скорости, что на самом деле невозможно. Ограничения фазовой скорости сверх скорости света позже привели его к разработке коммуникатора Дирака.
Ларри Нивен использовал гиперволну в своей серии статей « Известный космос » как термин, обозначающий сверхсветовой метод связи. В отличие от гипердвигателя, который перемещал корабли с конечной сверхсветовой скоростью, гиперволна была по существу мгновенной.
В Ричард К. Морган «s Такеши Ковач романов человеческие колонии на далеких планетах поддерживать связь с землей и друг с другом через гиперпространственного needlecast , технологию , которая перемещает информацию„... так близко мгновенно , что ученые до сих пор спорят о терминологии“.

Тахионоподобный

Коммуникатор Дирака имеется в нескольких работах Блиш , в частности его 1954 короткий рассказ « Beep ». Как упоминается в названии, любое активное устройство получило сумму всех переданных сообщений в универсальном пространстве-времени за один импульс, так что демультиплексирование давало информацию о прошлом, настоящем и будущем.

Ansible

Позднее устройство было анзибль придуман Урсулы Ле Гуин и широко используется в ее хайнский цикл . Как и устройство Блиша, он обеспечивал мгновенную связь, но без неудобных звуковых сигналов.

Анзибль также является важным элементом сюжета, почти как Макгаффин , в сериале Элизабет Мун « Война Ватты» . Большая часть сюжетной линии вращается вокруг различных сторон, атакующих или ремонтирующих анзибл, а также вокруг внутренней политики ISC (InterStellar Communications), которая владеет монополией на технологию анзиблей.

Анзибль также используется в качестве основной формы общения в Orson Scott Card «s Game Эндера серии. Им управляет неискусственное разумное существо, основанное на энергии, называемое Аиуа, которое было помещено в ансибл-сеть и носит имя Джейн (Игра Эндера) и украдено у Баггеров , инопланетного вида, напавшего на Землю.

Квантовая запутанность

В романе Эрнеста Клайна « Армада» инопланетные захватчики обладают технологией мгновенной «квантовой связи» с неограниченным радиусом действия. Люди реконструируют устройство с помощью захваченной инопланетной технологии.
В серии видеоигр Mass Effect мгновенное общение возможно с помощью коммуникаторов квантовой запутанности, размещенных в комнатах связи звездолетов.
В непрерывности Avatar возможна сверхсветовая коммуникация посредством тонкого управления состоянием запутанных частиц, но для практических целей она чрезвычайно медленная и дорогая: со скоростью передачи трех битов информации в час и стоимостью 7500 долларов за каждую. бит, он используется только для сообщений с наивысшим приоритетом.
В книгах Чарльза Стросса « Сингулярное небо» и « Железный рассвет» используются «причинные каналы», которые используют запутанные частицы для мгновенной двусторонней связи. Этот метод имеет недостатки в том, что запутанные частицы можно расходовать, а использование движения 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 романе Лю Цисинь « Проблема трех тел» инопланетяне-трисолараны, готовясь вторгнуться в Солнечную систему, используют устройство с характеристиками Ansible для связи со своими соратниками на Земле в реальном времени. Кроме того, они используют на Земле шпионские / саботажные устройства, называемые «Софоны», которые путем проникновения могут получать доступ к любому виду сохраненной в электронном виде и визуальной информации, взаимодействовать с электроникой и передавать результаты обратно в Трисолярис в режиме реального времени посредством квантовой запутанности. Используемая технология представляет собой «одиночные протоны, которые были развернуты из одиннадцати пространственных измерений в двухмерные, запрограммированы, а затем повторно свернуты», и, таким образом, Софоны остаются необнаруживаемыми для людей.

Психические ссылки

Психические связи, принадлежащие к псевдонауке , были описаны как объяснимые с помощью физических принципов или необъяснимые, но они, как утверждается, действуют мгновенно на больших расстояниях.

В телесериале « Звездные врата » персонажи могут мгновенно общаться на больших расстояниях, передавая свое сознание другому человеку или находясь где-нибудь во вселенной с помощью « Древних камней связи». Неизвестно, как работают эти камни, но технология, описанная в шоу, обычно вращается вокруг червоточин для мгновенной телепортации, движения со скоростью быстрее света, искривления пространства, а иногда и вокруг квантовых мультивселенных .

В Роберт А. Хайнлайн «s Времени для звезд , твин телепатии использовались для поддержания связи с далеким космическим кораблем.

Питер Ф. Гамильтон «s Пустота Трилогия особенности психических связей между несколькими органами одновременно занятых некоторыми персонажами.

Другие устройства

Подобные устройства присутствуют в работах многих других, таких как Фрэнк Герберт и Филип Пуллман , которые называли его магнитным резонатором .

Энн Маккефри «s Кристалл Singer серия положенной мгновенное коммуникационное устройство питается от редкого„Черного кристалла“с планеты Ballybran. Черные кристаллы, вырезанные из одного и того же месторождения полезных ископаемых, можно было «настроить» так, чтобы они мгновенно сочувственно вибрировали друг с другом, даже будучи разделенными межзвездными расстояниями, обеспечивая мгновенную передачу голоса и данных по телефону. Точно так же в серии Грегори Киза « Эпоха безрассудства » «эфиршрайберы» используют две половины одного «колокольчика» для общения, чему способствует научная алхимия. Хотя скорость связи важна, также важен тот факт, что сообщения не могут быть подслушаны, кроме как слушателям с частью того же оригинального кристалла.

Стивен Р. Дональдсон в своем цикле Gap предложил аналогичную систему, симбиотическую кристаллическую резонансную передачу , технологию явно несуществующего типа, но очень сложную для производства и ограниченную текстовыми сообщениями.

В рассказе Джека Уильямсона « Со сложенными руками » (1947) мгновенная связь и передача энергии через межзвездное пространство возможны с помощью чего-то, что называется ромагнитными волнами .

В романе Ивана Ефремова 1957 года « Туманность Андромеды» устройство для мгновенной передачи информации и материи стало реальностью благодаря использованию «биполярной математики» для исследования использования векторов антигравитационной тени через нулевое поле и антипространство, что позволяет им делать контакт с планетой Эпсилон Тукана.

В романах и рассказах Кордвейнера Смита « Инструментальность» межпланетная и межзвездная связь обычно передается с планеты на планету, предположительно со сверхсветовой скоростью для каждой стадии (по крайней мере, между солнечными системами), но с кумулятивной задержкой. Для срочной связи существует «мгновенное сообщение», которое, по сути, мгновенно, но очень дорого.

В веб-комиксе Ховарда Тейлора Schlock Mercenary сверхсветовая коммуникация осуществляется через гиперсеть, аналог Интернета, охватывающий всю галактику. Через гиперсеть связь и данные проходят через наноскопические червоточины с использованием обычных электромагнитных сигналов.

Languages

In other projects