¿Ninguna información FTL implica que no hay viajes FTL?

Tenga en cuenta que estoy lejos de ser un experto en esta área, así que lo siento si no profundizo tanto como le gustaría.

El consenso general en la comunidad científica es que es imposible transmitir información más rápido que la luz.

Esta idea proviene de la relatividad especial. Si la información viajó más rápido que la velocidad de la luz, entonces la causalidad se estropea. Esto no tiene en cuenta las soluciones de las ecuaciones de la relatividad general de cosas como los agujeros de gusano.

También se especula que podría ser posible abrir agujeros de gusano o viajar más rápido que la luz con un Alcubierre Drive.

La idea de los agujeros de gusano o de Alcubierre Drive proviene de las soluciones a las ecuaciones de la relatividad general. Actualmente no sabemos si estas cosas son físicamente posibles o no, pero no violan el primer punto porque dentro del espacio-tiempo local del objeto nada viaja realmente más rápido que la velocidad de la luz. El propio espacio-tiempo es manipulado para que ocurra este "viaje más rápido que la luz".

Como se mencionó en los comentarios, los principales "obstáculos" para producir agujeros de gusano o unidades de Alcubierre no provienen de su primer punto, sino que provienen de no haber observado aún los medios necesarios para producirlos (masa negativa, energía infinita, etc.)

Alcubierre Drives también engaña. Esencialmente, acortan la distancia a su destino, por lo que, aunque no se esté moviendo localmente más rápido que c, puede llegar allí en menos tiempo del que tarda la luz en llegar allí a través de un espacio plano.

Un par de otras respuestas ya enfatizaron que se supone que FTL solo es imposible localmente , y eso es cierto ya sea que estemos hablando de transmitir información o transportar un objeto físico. Esto responde la pregunta.

Si eliminamos la advertencia "local", entonces FTL se vuelve mundano. En el contexto de la cosmología, esto se enfatizó en otra publicación:

¿Qué dice la relatividad general sobre las velocidades relativas de los objetos que están lejos unos de otros?

Aquí mencionaré otro ejemplo para demostrar cuán aburrido se vuelve FTL si dejamos de lado la advertencia "local".

Considere dos puntos$A$y$B$, ambos con coordenada radial$r=3M$en el espacio-tiempo de Schwarzschild (en el sistema de coordenadas habitual). En este radio, una órbita circular solo es posible para algo que se mueve a la velocidad de la luz. Ahora, suponga que las coordenadas angulares de estos dos puntos son$\phi_A=0$y$\phi_B=2\pi/1000$, respectivamente. Podemos enviar un pulso de luz en órbita circular desde$A$a$B$en cualquiera de dos direcciones: el camino corto (creciente$\phi$), o el camino largo alrededor del agujero negro (decreciente$\phi$). Si la luz pulsa$1$y$2$ambos se van$A$al mismo tiempo pero pulso$1$va por el camino corto y el pulso$2$va por el camino largo, luego pulsa$1$llega a las$B$antes del pulso$2$hace. Esta es una declaración invariable, cierta para todos los observadores. Esto es (aburrido) FTL, porque el pulso$1$llego antes del pulso$2$aunque el pulso$2$viajaba a la velocidad de la luz todo el tiempo.

Aquí está el punto: si ignoramos la importante advertencia "local" en la declaración habitual de que la información/los objetos no pueden transportarse FTL, entonces no necesitamos nada tan exótico como un agujero de gusano para lograr FTL.

Apéndice

Esta respuesta se escribió bajo la suposición de que el espacio-tiempo no contiene curvas temporales cerradas. Según el informe de Alcubierre ( https://arxiv.org/abs/gr-qc/0009013 ), el espacio-tiempo de Alcubierre Drive no contiene curvas temporales cerradas. En tal espacio-tiempo, la causalidad es segura a pesar del tipo (mundano) de FTL descrito anteriormente.

Por el contrario, la métrica de Kerr para un agujero negro en rotación eterna contiene curvas temporales cerradas (ocultas detrás del horizonte de sucesos), y eso interfiere con la causalidad, al menos lo haría si siguiéramos confiando en la relatividad general en esas condiciones, lo que podría no ser así. ser lo correcto.

Relacionado: ¿Cómo el "impulso warp" no viola las restricciones de causalidad de la relatividad especial?

En 2001, utilizando la propagación superluminal asistida por ganancia, Lijun Wang, Arthur Dogariu y Alexander Kuzmich en el Instituto de Investigación NEC en Princeton, Nueva Jersey, excitaron el cesio a un estado gaseoso que resuena con frecuencias de luz y empuja formas de onda de luz pulsada láser a través del gas. La luz se reforma en el extremo opuesto de la cámara de prueba en el instante en que la punta del pulso toca la entrada de la cámara. Según Wang, "... el efecto neto puede verse como que el tiempo que tarda un pulso de luz en atravesar el medio atómico preparado es negativo". Las formas de onda láser llegan antes de partir por completo, pero no antes de que comiencen a partir. Parecen existir simultáneamente en dos lugares.