¿La teoría Warp no viola la causalidad? [duplicar]

Esta es más una meta respuesta, ya que no es realmente Física, pero se hizo un poco larga para ponerla en un comentario. Tu dices:

He escuchado a muchos físicos (por ejemplo, Michio Kaku) decir que la "velocidad warp" de Star Trek no viola ninguna ley física conocida.

Necesitas pensar precisamente en lo que significa esta declaración. Si tomamos el disco de Alcubierre como ejemplo, es una solución perfectamente legítima a la ecuación de Einstein. Entonces, si la relatividad general es una ley de la física , entonces el impulso de Alcubierre no viola ninguna ley de la física, y puede usarse para crear curvas cerradas similares al tiempo con la pérdida de causalidad que esto implica.

Pero hay dos problemas al decir que la unidad de Alcubierre no viola ninguna ley de la física:

En primer lugar, la unidad de Alcubierre requiere un anillo de materia exótica para funcionar, y la materia exótica viola una serie de condiciones energéticas . Si estos cuentan como leyes de la física (y hasta ahora la observación sugiere que lo hacen), entonces el impulso de Alcubierre viola las leyes de la física.

En segundo lugar, la mayoría de nosotros creemos que la relatividad general es una teoría aproximada que falla bajo una serie de condiciones (específicamente en el régimen cuántico). Se ha argumentado que cuando se tienen en cuenta los efectos cuánticos, una curva temporal cerrada provoca una inestabilidad que la destruye. Todo esto es especulativo ya que no tenemos una teoría de la gravedad cuántica, pero si es cierto, también significa que el impulso de Alcubierre viola las leyes de la física.

Entonces, cuando ve una declaración simple como xxx no viola las leyes de la física , la declaración no tiene sentido a menos que especifique las suposiciones en las que se basa.

La relatividad general tiene varias complicaciones con respecto a los marcos inerciales, que estoy ignorando aquí porque creo que hay un malentendido más fundamental sobre la relatividad especial y FTL aquí.

Ahora, usando la Relatividad Especial, podríamos idear un marco de referencia en el que el observador vería la estrella explotar antes de que dejáramos el planeta Tierra. ¿No violaría eso la causalidad...?

No, no lo haría. El hecho de que puedas idear tal marco es completamente irrelevante para si se viola o no la causalidad. Lo importante es que nada envía nunca una señal a su propio pasado causal, es decir, dentro oa lo largo de su pasado cono de luz.

En general, una señal FTL de una velocidad fija no viola la causalidad. Para enviar realmente algo a su cono de luz pasado, necesita señales FTL de al menos dos velocidades en algún marco de inercia particular. Que en algún otro marco hayas enviado una señal al pasado (coordenada) no importa. Si solo usa una velocidad FTL en particular en un marco en particular, no ocurrirán violaciones causales.

Aunque restringir físicamente FTL a una sola velocidad (nuevamente, en algún marco de inercia particular) preservaría la causalidad, en cambio violaría el principio de relatividad, ya que habrá un marco único y distinguido en el que la señalización es instantánea.

En cuanto a los impulsos warp, podemos tomar eso como una indicación de que una sola burbuja warp podría o no violar la causalidad (depende de la geometría), pero la capacidad ilimitada para construir burbujas warp seguramente nos permitirá violarla. Esto lo podemos agregar a los muchos problemas de construir un motor warp.