เส้นโค้งปิดเสมือนเวลา

ในวิชาฟิสิกส์เชิงคณิตศาสตร์, เส้นโค้งปิดเสมือนเวลา (CTC) คือ เส้นโลก (world line) ที่อยู่ในลอเรนท์เซียน แมนิโฟลด์ (Lorentzian manifold), ของอนุภาควัตถุในปริภูมิ-เวลา ซึ่งอยู่ในสภาพ "ปิด", ที่ย้อนกลับไปยังจุดเริ่มต้นเดิมของมันเอง  ความเป็นไปได้นี้ถูกค้นพบโดย คูร์ท เกอเดิล (Kurt Gödel) ในปี 1949, Steven Hawking, My Brief History, chapter 11 ผู้ค้นพบวิธีการแก้สมการของสัมพัทธภาพทั่วไป (GR) ที่ช่วยให้ CTCs เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นเกอเดิล เมตริกซ์ (Gödel metric); และตั้งแต่นั้นมาการแก้ปัญหาแบบสัมพัทธภาพทั่วไป (GR solution) อื่น ๆ ที่ประกอบด้วย CTCs จึงได้รับการค้นพบ, เช่น ทรงกระบอกทิปเลอร์ (Tipler cylinder) และ รูหนอนทะลุได้ (traversable wormhole)  หาก CTCs มีอยู่จริง, การดำรงอยู่ของพวกมันก็ดูเหมือนจะบ่งบอกถึงอย่างน้อยที่สุดของความเป็นไปได้ทางทฤษฎีของการเดินทางข้ามเวลาย้อนกลับไปในอดีตในเวลาที่กำลังเกิดความพิศวงของปรากฏการณ์ปฏิทรรศน์คุณปู่, แม้ว่าหลักความสอดคล้องในตัวเองของนาวิคอฟดูเหมือนว่าจะแสดงให้เห็นว่าปฏิทรรศน์หรือความขัดแย้งดังกล่าวอาจจะเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงได้  นักฟิสิกส์บางคนคิดว่า CTCs ที่ปรากฏในการแก้ปัญหา GR บางอย่างอาจถูกตัดออกจากทฤษฎีในอนาคตของแรงโน้มถ่วงควอนตัมซึ่งจะเข้ามาแทนที่ GR

 กรวยแสง 


เมื่อพูดถึงพัฒนาการของระบบในสัมพัทธภาพทั่วไปหรือปริภูมิแบบมินคอฟสกีที่มากขึ้นโดยเฉพาะเป๊นพิเศษ, นักฟิสิกส์มักจะอ้างถึง "กรวยแสง" กรวยแสงแสดงให้เห็นถึงพัฒนาการในอนาคตที่เป็นไปได้ของวัตถุที่ได้รับสถานะปัจจุบันของมันหรือความเป็นไปได้ทุก ๆ ตำแหน่งที่ตั้งที่ได้รับอันเป็นตำแหน่งที่ตั้ง ณ ปัจจุบันของมัน  ตำแหน่งที่ตั้งในอนาคตที่เป็นไปได้ของวัตถุจะถูก จำกัด ด้วยอัตราเร็วที่วัตถุจะสามารถเคลื่อนที่ได้, ซึ่งเป็นอัตราเร็วที่ดีที่สุดของแสง  ยกตัวอย่างเช่น วัตถุที่อยู่ในตำแหน่ง P ที่เวลา t0 สามารถเคลื่อนย้ายไปยังตำแหน่งภายใน p + c(t1 − t0) โดยเวลา t1 เท่านั้น

โดยทั่วไปแล้ว จะแสดงในรูปแบบกราฟ โดยมีตำแหน่งทางกายภาพตามแกนแนวนอนและเวลาแสดงตามแนวแกนตั้ง โดยมีหน่วยเป็น
t สำหรับเวลาและ ct สำหรับปริภูมิ (space) กรวยแสงในการแสดงนี้ปรากฏเป็นเส้นที่ 45 องศาโดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่วัตถุ ขณะที่แสงเดินทางด้วยความเร็ว ct ต่อ t บนแผนภาพดังกล่าว ตำแหน่งที่เป็นไปได้ในอนาคตของวัตถุทั้งหมดจะอยู่ภายในกรวย

  ดูเพิ่ม 
 Timelike
 Causal structure
 Causality conditions
 Roman ring

หมายเหตุ

อ้างอิง

  แหล่งข้อมูลอื่น 
 A Primer on Time Travel (backup in the Internet Archive)

หมวดหมู่:Time travel
หมวดหมู่:Lorentzian manifolds