Komunikacja nadświetlna

Komunikacja nadświetlna to hipotetyczny proces, w którym informacje są przekazywane z prędkością większą niż prędkość światła . Obecny konsensus naukowy jest taki, że komunikacja szybsza od światła nie jest możliwa i jak dotąd nie została osiągnięta w żadnym eksperymencie.

Komunikacja nadświetlna inna niż być może przez tunele czasoprzestrzenne jest prawdopodobnie niemożliwa, ponieważ w niezmienniczej teorii Lorentza mogłaby być wykorzystana do przesyłania informacji w przeszłość . To komplikuje przyczynowość , ale żadne teoretyczne argumenty nie wykluczają tej możliwości.

Zaproponowano lub zbadano szereg teorii i zjawisk związanych z komunikacją nadświetlną, w tym tachiony , neutrina , nielokalność kwantową , tunele czasoprzestrzenne i tunelowanie kwantowe .

Proponowane mechanizmy

Tachiony

Cząstki tachionowe to hipotetyczne cząstki, które poruszają się szybciej niż światło. Umożliwiłyby one komunikację nadświetlną iz tego powodu powszechnie uważa się, że nie istnieją. ^{[ wymagane wyjaśnienie ]} Natomiast pola tachionowe – pola kwantowe o wyimaginowanej masie – z pewnością istnieją iw pewnych okolicznościach wykazują nadświetlną prędkość grupową . Jednak takie pola mają prędkość sygnału w świetle i nie pozwalają na komunikację nadświetlną.

Nielokalność kwantowa

Mechanika kwantowa jest nielokalna w tym sensie, że odległe systemy mogą być splątane . Stany splątane prowadzą do korelacji w wynikach skądinąd przypadkowych pomiarów, nawet jeśli pomiary są wykonywane niemal jednocześnie iw bardzo odległych punktach. Niemożność komunikacji nadświetlnej skłoniła Einsteina, Podolskiego i Rosena do wysunięcia wniosku, że mechanika kwantowa musi być niekompletna (patrz paradoks EPR ).

Jednak obecnie dobrze wiadomo, że splątanie kwantowe nie pozwala żadnemu wpływowi ani informacji propagować się ponad luminancję. Technicznie rzecz biorąc, postulat mikroskopowej przyczynowości aksjomatycznej kwantowej teorii pola implikuje niemożność komunikacji nadświetlnej przy użyciu jakichkolwiek zjawisk, których zachowanie można opisać ortodoksyjną kwantową teorią pola. Szczególnym przypadkiem tego jest twierdzenie o braku komunikacji , które uniemożliwia komunikację za pomocą splątania kwantowego systemu złożonego współdzielonego przez dwóch obserwatorów oddzielonych od siebie jak przestrzeń. Niektórzy autorzy argumentowali, że użycie twierdzenia o braku komunikacji do wydedukowania niemożliwości komunikacji nadświetlnej jest błędne, ponieważ twierdzenie o braku komunikacji zakłada, że system jest złożony.

Tunele czasoprzestrzenne

Jeśli tunele czasoprzestrzenne są możliwe, wówczas można by przez nie przesyłać zwykłe metody komunikacji podświetlnej, aby skutecznie osiągnąć nadświetlne prędkości transmisji w nielokalnych regionach czasoprzestrzeni. Biorąc pod uwagę ogromną energię lub egzotyczną materię o ujemnej masie / ujemnej energii , które według obecnych teorii byłyby wymagane do otwarcia tunelu czasoprzestrzennego wystarczająco dużego, aby przejść przez statek kosmiczny przez to może się okazać, że tylko tunele czasoprzestrzenne w skali atomowej byłyby praktyczne do zbudowania, ograniczając ich użycie wyłącznie do przesyłania informacji. Niektóre hipotezy dotyczące powstawania tuneli czasoprzestrzennych uniemożliwiłyby im kiedykolwiek stanie się „dziurami czasowymi”, umożliwiając komunikację nadświetlną bez dodatkowych komplikacji związanych z umożliwieniem komunikacji z przeszłością.

Fikcyjne urządzenia

podobny do tachionu

Komunikator Diraca pojawia się w kilku dziełach Jamesa Blisha , zwłaszcza w jego opowiadaniu „Beep” z 1954 roku (później rozszerzonym na The Quincunx of Time ). Jak wspomniano w tytule, każde aktywne urządzenie otrzymało sumę wszystkich przesłanych wiadomości w uniwersalnej czasoprzestrzeni w jednym impulsie, tak więc demultipleksowanie dawało informacje o przeszłości, teraźniejszości i przyszłości.

Nadświetlne nadajniki i ansible

Terminy „ultrafale” i „hiperfale” były używane przez kilku autorów, często zamiennie, na określenie komunikacji szybszej niż światło. Przykłady obejmują:

EE Smith użył terminu „ultrafale” w swojej serii Lensmana na określenie fal, które rozchodzą się w subeterze i mogą być używane w broni, komunikacji i innych zastosowaniach.
W serii Foundation Isaaca Asimova „ultrafale” i „hiperfale” są używane zamiennie do reprezentowania nadświetlnego medium komunikacyjnego. Przekaźnik hiperfalowy jest również wyposażony.
We wszechświecie Star Trek podprzestrzeń zapewnia komunikację szybszą od światła (radio podprzestrzenne) i podróże ( napęd warp ).
Seria Cities in Flight autorstwa Jamesa Blisha zawierała komunikację ultrafalową, która wykorzystywała znane zjawisko prędkości fazowej do przenoszenia informacji, co w rzeczywistości jest niemożliwe. Ograniczenia prędkości fazowej wykraczające poza prędkość światła skłoniły go później do opracowania komunikatora Diraca.
Larry Niven użył hiperfaly w swojej serii Known Space jako określenia metody komunikacji szybszej niż światło. W przeciwieństwie do hipernapędu, który poruszał statki ze skończoną prędkością nadświetlną, hiperfala była zasadniczo natychmiastowa.
W powieściach Richarda K. Morgana Takeshiego Kovacsa ludzkie kolonie na odległych planetach utrzymują kontakt z Ziemią i między sobą za pośrednictwem nadprzestrzennej transmisji igłowej , technologii, która przenosi informacje „… tak blisko natychmiast, że naukowcy wciąż spierają się o terminologię”.

Późniejszym urządzeniem był ansible wymyślony przez Ursulę K. Le Guin i szeroko stosowany w jej cyklu Hainish . Podobnie jak urządzenie Blisha zapewniało natychmiastową łączność, ale bez niewygodnego sygnału dźwiękowego.

Ansible jest również głównym elementem fabuły, prawie jak MacGuffin , w serii Vatta 's War Elizabeth Moon . Znaczna część fabuły obraca się wokół różnych stron atakujących lub naprawiających ansible, a także wokół wewnętrznej polityki ISC (InterStellar Communications), korporacji, która ma monopol na technologię ansible.

Ansible jest również używany jako główna forma komunikacji w serii Gra Endera Orsona Scotta Carda . Jest kontrolowany przez opartą na energii, niesztuczną, czującą istotę zwaną Aiúa, która została umieszczona w sieci ansible i nosi imię Jane . Został skradziony Robakom , obcemu gatunkowi, który zaatakował Ziemię.

Splątanie kwantowe

W powieści Ernesta Cline'a Armada najeźdźcy z kosmosu posiadają technologię do natychmiastowej „komunikacji kwantowej” o nieograniczonym zasięgu. Ludzie przeprowadzają inżynierię wsteczną urządzenia na podstawie przechwyconej technologii obcych.
W serii gier wideo Mass Effect możliwa jest natychmiastowa komunikacja za pomocą komunikatorów splątania kwantowego umieszczonych w pokojach komunikacyjnych statków kosmicznych.
W ciągłości Avatara możliwa jest komunikacja szybsza od światła poprzez subtelną kontrolę nad stanem splątanych cząstek, ale ze względów praktycznych niezwykle powolna i kosztowna: z szybkością transmisji trzech bitów informacji na godzinę i kosztem 7500 USD za bit, jest używany tylko dla wiadomości o najwyższym priorytecie.
Książki Charlesa Strossa Singularity Sky i Iron Sunrise wykorzystują „kanały przyczynowe”, które wykorzystują splątane cząstki do natychmiastowej dwukierunkowej komunikacji. Technika ta ma wady polegające na tym, że splątane cząstki są zbędne, a użycie podróży z prędkością większą od światła niszczy splątanie, tak że jeden koniec kanału musi być transportowany poniżej prędkości światła. To czyni je drogimi i nieco ogranicza ich użyteczność.
W powieści Liu Cixina The Three-Body Problem obcy Trisolarans, przygotowując się do inwazji na Układ Słoneczny, używają urządzenia o charakterystyce Ansible do komunikowania się ze swoimi współpracownikami na Ziemi w czasie rzeczywistym. Ponadto używają urządzeń szpiegowskich / sabotażowych zwanych „Sophonami” na Ziemi, które poprzez penetrację mogą uzyskać dostęp do wszelkiego rodzaju zapisanych elektronicznie i wizualnych informacji, wchodzić w interakcje z elektroniką i przekazywać wyniki z powrotem do Trisolaris w czasie rzeczywistym za pośrednictwem splątania kwantowego. Zastosowana technologia to „pojedyncze protony, które zostały rozłożone z jedenastu wymiarów przestrzennych do dwóch wymiarów, zaprogramowane, a następnie ponownie sfałdowane”, dzięki czemu Sophony pozostają niewykrywalne dla ludzi.

Psychiczne linki

Psychiczne powiązania, należące do pseudonauki , zostały opisane jako możliwe do wyjaśnienia przez zasady fizyczne lub niewyjaśnione, ale twierdzi się, że działają natychmiast na duże odległości.

W serialu telewizyjnym Gwiezdne wrota postacie są w stanie natychmiast komunikować się na duże odległości, przenosząc swoją świadomość do innej osoby lub będąc w dowolnym miejscu we wszechświecie za pomocą „ Starożytnych kamieni komunikacyjnych”. Nie wiadomo, jak działają te kamienie, ale technologia wyjaśniona w serialu zwykle obraca się wokół tuneli czasoprzestrzennych do natychmiastowej teleportacji, podróży szybszych od światła, wypaczających przestrzeń, a czasem wokół multiwersów kwantowych .

W Time for the Stars Roberta A. Heinleina bliźniacza telepatia została wykorzystana do utrzymania komunikacji z odległym statkiem kosmicznym.

Trylogia Pustki Petera F. Hamiltona zawiera psychiczne powiązania między wieloma ciałami jednocześnie zajmowanymi przez niektóre postacie.

Inne urządzenia

Podobne urządzenia są obecne w pracach wielu innych, takich jak Frank Herbert i Philip Pullman , który nazwał go rezonatorem magnetytowym .

Crystal Singer Anne McCaffrey zakładała natychmiastowe urządzenie komunikacyjne zasilane rzadkim „Czarnym Kryształem” z planety Ballybran. Czarne kryształy wycięte z tego samego złoża mineralnego można „dostroić” tak, aby natychmiast wibrowały ze sobą sympatycznie, nawet jeśli są oddzielone odległościami międzygwiezdnymi, umożliwiając natychmiastową komunikację głosową i transmisję danych przypominającą telefon. Podobnie w serii Gregory'ego Keyesa The Age of Unreason , „aetherschreibers” używają dwóch połówek jednego „dzwonka” do komunikowania się, wspomaganego naukową alchemią. Podczas gdy szybkość komunikacji jest ważna, ważny jest również fakt, że wiadomości mogą być podsłuchiwane tylko przez słuchaczy z kawałkiem tego samego oryginalnego kryształu.

Stephen R. Donaldson w swoim cyklu Gap zaproponował podobny system, Symbiotic Crystalline Resonance Transmission , technologię wyraźnie typu ansible, ale bardzo trudną do wyprodukowania i ograniczoną do wiadomości tekstowych.

W opowiadaniu Jacka Williamsona „ Z założonymi rękami ” (1947) natychmiastowa komunikacja i przekazywanie energii przez przestrzeń międzygwiezdną jest możliwe za pomocą czegoś, co nazywa się falami rodomagnetycznymi .

W powieści Iwana Jefremowa Andromeda Nebula z 1957 roku urządzenie do natychmiastowego przesyłania informacji i materii jest urzeczywistniane za pomocą „matematyki dwubiegunowej” do zbadania wykorzystania antygrawitacyjnych wektorów cienia przez pole zerowe i antyprzestrzeń, co umożliwia im wykonanie kontakt z planetą Epsilon Tucanae.

W powieściach i opowiadaniach Instrumentality Cordwainera Smitha komunikacja międzyplanetarna i międzygwiezdna jest zwykle przekazywana z planety na planetę, przypuszczalnie z prędkością nadświetlną na każdym etapie (przynajmniej między układami słonecznymi), ale ze skumulowanym opóźnieniem. W przypadku pilnej komunikacji dostępna jest „wiadomość błyskawiczna”, która jest faktycznie natychmiastowa, ale bardzo kosztowna.

W serii komiksów internetowych Howarda Taylora Schlock Mercenary komunikacja nadświetlna odbywa się za pośrednictwem hipernetu, obejmującego całą galaktykę odpowiednika Internetu. Poprzez hipernet komunikacja i dane są kierowane przez nanoskopowe tunele czasoprzestrzenne przy użyciu konwencjonalnych sygnałów elektromagnetycznych.

Zobacz też