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无时间旅行的因果性破坏:Gödel宇宙中的闭合类光路径

广义相对论与量子宇宙学 2025-06-24 v1 物理学史与哲学

摘要

我们重新审视Gödel宇宙中的因果性破坏问题,并限于测地线运动。众所周知,尽管该时空存在闭合类时曲线,却不存在闭合因果测地线。我们进一步表明,任何观测者都无法与其自身的过去直接通信(即使用单条因果测地线)。然而,我们证明这类因果性破坏可通过中继系统实现:我们证明,从Gödel宇宙中任意事件PP出发,存在一条未来定向类光路径——即首尾相接的一系列未来定向零测地线段——以PP为过去与未来端点。通过分析从该时空中一点发出的未来定向零测地线族的包络,我们证明此类类光路径必须至少包含八段测地线,并进一步证明该下界可达。我们证明了一个相关的一般性结论:一个时间可定向时空中的事件由(闭合)类时曲线相连,当且仅当它们由(闭合)类光路径相连。这表明,在Gödel宇宙中破坏因果性无需难以实现的大加速度,而可借助由适当布置的镜面系统反射的一系列光信号来实现。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.08602,
  title  = {Causality violation without time-travel: closed lightlike paths in G\"{o}del's universe},
  author = {Brien C. Nolan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.08602},
  year   = {2025}
}

备注

38 pages (incl. 7 of appendices), 7 figures