Un cilindro de Tipler , también llamado máquina del tiempo de Tipler , es un objeto hipotético que se teoriza como un modo potencial de viaje en el tiempo, aunque los resultados han demostrado que un cilindro de Tipler solo podría permitir el viaje en el tiempo si su longitud fuera infinita o con la existencia de energía negativa. .
Descubrimiento
El cilindro de Tipler fue descubierto como una solución a las ecuaciones de la relatividad general por Willem Jacob van Stockum [1] en 1936 y Kornel Lanczos [2] en 1924, pero no se reconoció que permitiera curvas cerradas en forma de tiempo [3] hasta que un análisis de Frank Tipler [4] en 1974. Tipler mostró en su artículo de 1974, "Los cilindros rotativos y la posibilidad de una violación de causalidad global" que en un espacio-tiempo que contiene un cilindro masivo, infinitamente largo que gira a lo largo de su eje longitudinal , el cilindro debe crear un marco. efecto de arrastre . Este efecto de arrastre de fotogramas deforma el espacio-tiempo de tal manera que los conos de luz de los objetos en la proximidad del cilindro se inclinan, de modo que parte del cono de luz apunta hacia atrás a lo largo del eje del tiempo en un diagrama de espacio-tiempo . Por lo tanto, una nave espacial que acelera lo suficiente en la dirección apropiada puede viajar hacia atrás en el tiempo a lo largo de una curva cerrada similar a un tiempo . [4]
Los CTC están asociados, en variedades lorentzianas que se interpretan físicamente como espacio-tiempo, con la posibilidad de anomalías causales, como una persona que retrocede en el tiempo y potencialmente dispara a su propio abuelo , aunque las paradojas podrían evitarse utilizando alguna restricción como la autoconsistencia de Novikov. principio . Aparecen en algunas de las soluciones exactas más importantes de la relatividad general, incluido el vacío de Kerr (que modela un agujero negro giratorio ) y el polvo de van Stockum (que modela una configuración cilíndricamente simétrica de líquido o polvo giratorio sin presión ).
Sentido práctico
Stephen Hawking descubrió una objeción a la practicidad de construir un cilindro de Tipler , quien argumentó que según la relatividad general es imposible construir una máquina del tiempo en cualquier región finita que satisfaga la condición de energía débil , lo que significa que la región no contiene materia exótica. con energía negativa. El cilindro de Tipler, por otro lado, no implica ninguna energía negativa. La solución original de Tipler involucraba un cilindro de longitud infinita, que es más fácil de analizar matemáticamente, y aunque Tipler sugirió que un cilindro finito podría producir curvas cerradas en forma de tiempo si la velocidad de rotación fuera lo suficientemente rápida, [5] no probó esto. Pero Hawking comenta que "¡no se puede hacer con densidad de energía positiva en todas partes! Puedo demostrar que para construir una máquina del tiempo finita, se necesita energía negativa". [6] El argumento de Hawking aparece en su artículo de 1992 sobre la conjetura de protección cronológica (aunque el argumento es distinto de la conjetura misma, ya que el argumento afirma que la relatividad general clásica predice una región finita que contiene curvas cerradas de tipo temporal sólo se puede crear si hay una violación de la condición de energía débil en esa región, mientras que la conjetura predice que las curvas cerradas en forma de tiempo demostrarán ser imposibles en una futura teoría de la gravedad cuántica que reemplace la relatividad general). En el artículo, examina "el caso de que las violaciones de causalidad aparecen en una región finita del espacio-tiempo sin singularidades de curvatura" y demuestra que "[t] aquí habrá un horizonte de Cauchy que se genera de forma compacta y que en general contiene una o más geodésicas nulas que estarán incompletas. Se pueden definir cantidades geométricas que miden el impulso de Lorentz y el aumento de área al rodear estas geodésicas nulas cerradas. Si la violación de causalidad se desarrolló a partir de una superficie inicial no compacta, la condición de energía débil promediada debe violarse en Cauchy horizonte." [7]
En ficción
- Steins; Gate es una novela visual que menciona cilindros de Tipler con el tema del viaje en el tiempo y John Titor .
- John DeChancie 's Starrigger usos serie verticalmente alineados cilindros Tipler (llamados Kerr -Tipler objetos) para crear puertas de enlace de espacio-tiempo a lo largo de una carretera intergaláctico.
- El cuento de Larry Niven , "Cilindros giratorios y la posibilidad de una violación de la causalidad global", toma prestado el título del artículo de Tipler. [8]
- Poul Anderson lo incluye en su novela El Avatar . [9]
- Vernor Vinge en la novela Marooned in Realtime (aunque el objeto se describe como un agujero negro desnudo ). [10]
- El cómic Starslip de Kris Straub incluye un cilindro de Tipler creado como una obra de arte (cómic 569), que también provoca viajes en el tiempo. [11]
- Ian Douglas tiene un cilindro Tipler creado por extraterrestres de origen desconocido en Singularity , el tercer libro de la serie Star Carrier .
- Star Trek Online utiliza un dispositivo con el mismo nombre que permite al jugador invertir el tiempo varios (hasta 7 ~ 13 segundos) segundos dentro de un campo localizado. [12] (La especificidad de trece segundos de inversión de tiempo, junto con el dispositivo que tiene un núcleo de berilio, son referencias a la comedia de ciencia ficción Galaxy Quest ).
- En su serie de novelas Warstrider , William H. Keith usa un cilindro Tipler con una relación de longitud a ancho de 512 que permite viajar hacia y desde el núcleo de la Vía Láctea .
- En la serie Mundodisco de Terry Pratchett , los "procrastinadores" utilizados por los Monjes de la Historia se consideran un tipo de cilindro de Tipler.
- Los verdes , una raza de alienígenas parásitos, intentaron construir un cilindro Tipler en la serie de juegos móviles Lifeline . Esto se explica en el juego Halfway To Infinity .
- Un cilindro de Tipler se utiliza como dispositivo de trama en la historia de Chuck Grossart " The Phoenix Descent ".
- El episodio 9 de la serie web Ask Weathersby menciona el cilindro de Tipler y habla del viaje en el tiempo. [13]
- En "El milagro de la Navidad", Episodio 2.11 de la serie de televisión estadounidense Timeless , se menciona un cilindro de Tipler como agregado a una máquina del tiempo mejorada.
Referencias
- Notas
- ↑ van Stockum, Willem Jacob (1936). "El campo gravitacional de una distribución de partículas que giran alrededor de un eje de simetría" . Actas de la Royal Society of Edinburgh .
- ^ Lanczos, Kornel (1997) [1924]. "En una cosmología estacionaria en el sentido de la teoría de la gravitación de Einstein". Relatividad general y gravitación . Springland Holanda. 29 (3): 363–399. doi : 10.1023 / A: 1010277120072 . S2CID 116891680 .
- ^ Earman, John (1995). Golpes, crujidos, gemidos y chillidos: singularidades y causalidades en los espaciotiempos relativistas . Prensa de la Universidad de Oxford. pag. 21. ISBN 0-19-509591-X.
- ^ a b Tipler, Frank (1974). "Cilindros giratorios y la posibilidad de violación de la causalidad global" . Physical Review D . 9 (8): 2203–2206. Código Bibliográfico : 1974PhRvD ... 9.2203T . doi : 10.1103 / PhysRevD.9.2203 . Archivado desde el original (PDF) el 25 de octubre de 2009.Disponible en formato GIF aquí: páginas 1 , 2 , 3 y 4. Consulte también aquí.
- ^ Earman, John (1995). Golpes, crujidos, gemidos y chillidos: singularidades y causalidades en los espaciotiempos relativistas . Prensa de la Universidad de Oxford. pag. 169. ISBN 0-19-509591-X.
- ^ Hawking, Stephen (2002). El futuro del espacio-tiempo . WW Norton. págs. 96 . ISBN 0-393-02022-3.
- ^ Hawking, Stephen (1992). "Conjetura de protección de cronología" . Physical Review D . 46 (2): 603–611. Código Bibliográfico : 1992PhRvD..46..603H . doi : 10.1103 / PhysRevD.46.603 . PMID 10014972 .
- ^ "Bibliografía de Larry Niven" . larryniven.net . Consultado el 22 de abril de 2013 .
- ^ Nahin, Paul J. (20 de abril de 2001). Máquinas del tiempo. pag. 95. ISBN 9780387985718.
- ^ Vinge, Vernor (2004). Abandonado en tiempo real . Macmillan. pag. 174. ISBN 1429915129. Consultado el 5 de marzo de 2014 .
- ^ Straub, Kris (23 de julio de 2007). "Starslip (número 569)" . Starslip.com . Consultado el 22 de abril de 2013 .
- ^ "Consolas universales" . Wiki de Star Trek Online . Curse, Inc. Consultado el 5 de marzo de 2014 .
- ^ "Pregúntele a Weathersby, episodio 9" , a través de YouTube.
- Bibliografía
- Frank Jennings Tipler, Violación de la causalidad en la relatividad general , Ph.D. tesis en la Universidad de Maryland, College Park (1976). Fuente: Dissertation Abstracts International, vol. 37-06, Sección B, pág. 2923. También disponible como disertación 76–29,018 de Xerox University Microfilms, Ann Arbor, MI.
- Penrose, Roger . "La cuestión de la censura cósmica". Revista de Astrofísica y Astronomía Vol. 20 (septiembre de 1999): 233.
- Wald, Robert (ed.). Agujeros negros y estrellas relativistas . Prensa de la Universidad de Chicago , 1998. ISBN 0-226-87034-0