Μια κλειστή καμπύλη (μερικές φορές συντομογραφία CTC) είναι μια θεωρητική λύση στις γενικές εξισώσεις πεδίων του θεωρία της γενικής σχετικότητας. Σε μια κλειστή κυκλική καμπύλη, η παγκόσμια γραμμή ενός αντικειμένου μέσα από τον χωροχρόνο ακολουθεί μια περίεργη πορεία όπου τελικά επιστρέφει στις ίδιες ίδιες συντεταγμένες στον χώρο και στο χρόνο που ήταν στο προηγούμενο. Με άλλα λόγια, μια κλειστή καμπύλη timelike είναι το μαθηματικό αποτέλεσμα των εξισώσεων φυσικής που επιτρέπει την διαδρομή του χρόνου.
Κανονικά, μια κλειστή κυκλική καμπύλη προέρχεται από τις εξισώσεις μέσα από κάτι που ονομάζεται frame dragging, όπου ένα μαζικό αντικείμενο ή ένα έντονο βαρυτικό πεδίο κινείται και κυριολεκτικά "σέρνει" τον χωροχρόνο μαζί με το. Πολλά αποτελέσματα που επιτρέπουν μια κλειστή κυκλική καμπύλη περιλαμβάνουν μια μαύρη τρύπα, η οποία επιτρέπει μια μοναδικότητα στον κανονικά ομαλό ιστό του χωροχρόνου και συχνά οδηγεί σε α σκουληκότρυπα.
Ένα βασικό στοιχείο για μια κλειστή καμπύλη είναι ότι γενικά θεωρείται ότι η παγκόσμια γραμμή του αντικειμένου που ακολουθεί αυτή την καμπύλη δεν αλλάζει ως αποτέλεσμα της ακολουθίας της καμπύλης. Δηλαδή, η παγκόσμια γραμμή είναι κλειστή (επαναφέρεται στον εαυτό της και γίνεται το αρχικό χρονικό πλαίσιο), αλλά αυτό συμβαίνει πάντα.
Σε περίπτωση που μια κλειστή καμπύλη χρονοδιαγράμματος χρησιμοποιείται για να ταξιδέψει ο ταξιδιώτης στο παρελθόν, αυτή η πιο κοινή ερμηνεία της κατάστασης είναι ότι ο χρόνος ταξιδιώτης θα ήταν πάντα μέρος του παρελθόντος και επομένως δεν θα υπάρξουν αλλαγές στο παρελθόν ως αποτέλεσμα του ταξιδιώτη του χρόνου να δείχνει ξαφνικά πάνω.
Ιστορία κλειστών καμπυλών
Η πρώτη κλειστή καμπύλη είχε προβλεφθεί το 1937 από τον Willem Jacob van Stockum και επεξεργάστηκε περαιτέρω από τον μαθηματικό Kurt Godel το 1949.
Κριτική κλειστών καμπυλών
Αν και το αποτέλεσμα είναι τεχνικά επιτρεπτό σε ορισμένες εξαιρετικά εξειδικευμένες καταστάσεις, πολλοί φυσικοί πιστεύουν ότι το ταξίδι στο χρόνο δεν είναι εφικτό στην πράξη. Ένα άτομο που υποστήριξε αυτή την άποψη ήταν ο Stephen Hawking, ο οποίος πρότεινε μια χρονολογική προστασία εικάζεται ότι οι νόμοι του σύμπαντος θα είναι τελικά τέτοιοι ώστε να αποτρέπουν οποιαδήποτε πιθανότητα χρόνου ταξίδι.
Ωστόσο, δεδομένου ότι μια κλειστή καμπύλη δεν έχει ως αποτέλεσμα αλλαγές στο παρελθόν, τα διάφορα παράδοξα που κανονικά θα θέλαμε να πούμε είναι αδύνατα δεν ισχύουν σε αυτή την περίπτωση. Η πιο επίσημη αναπαράσταση αυτής της έννοιας είναι γνωστή ως η αρχή αυτοσυγκράτησης Novikov, μια ιδέα που παρουσιάστηκε από τον Igor Dmitriyevich Novikov στη δεκαετία του '80 που πρότεινε ότι εάν οι CTCs είναι δυνατές, τότε μόνο τα αυτοσυντηρούμενα ταξίδια προς τα πίσω στο χρόνο θα ήταν επιτρέπεται.
Κλειστές καμπύλες στο δημοφιλή πολιτισμό
Δεδομένου ότι οι κλειστές καμπύλες με χρονική σειρά αποτελούν τη μόνη μορφή μετακίνησης προς τα πίσω στο χρόνο που επιτρέπεται βάσει των κανόνων της γενικής σχετικότητας, οι προσπάθειες να είναι επιστημονικά ακριβείς στο ταξίδι του χρόνου γενικά προσπαθούν να χρησιμοποιήσουν αυτήν την προσέγγιση. Ωστόσο, η δραματική ένταση που εμπλέκεται στις επιστημονικές ιστορίες συχνά απαιτεί κάποια πιθανότητα, τουλάχιστον, να αλλάξει η ιστορία. Ο αριθμός των ιστορικών ταξιδιωτικών ιστοριών που πραγματικά συμμορφώνονται με την ιδέα των κλειστών καμπυλών είναι πολύ περιορισμένες.
Ένα κλασικό παράδειγμα προέρχεται από τη σύντομη ιστορία επιστημονικής φαντασίας "All You Zombies", από τον Robert A. Heinlein. Αυτή η ιστορία, η οποία ήταν η βάση της ταινίας του 2014 Προορισμός, περιλαμβάνει έναν ταξιδιώτη που επιστρέφει επανειλημμένα στο χρόνο και αλληλεπιδρά με διάφορες προηγούμενες ενσαρκώσεις, αλλά κάθε φορά ο ταξιδιώτης ο οποίος έρχεται από "αργότερα" στο χρονοδιάγραμμα, εκείνος που έχει "βρόχο" πίσω, έχει ήδη βιώσει τη συνάντηση (αν και μόνο για την πρώτη χρόνος).
Ένα άλλο καλό παράδειγμα κλειστών καμπυλών είναι η χρονογραμμή του ταξιδιού χρόνου που έτρεξε μέσα από τις τελευταίες εποχές της τηλεοπτικής σειράς Χαμένος. Μια ομάδα χαρακτήρων ταξίδεψε προς τα πίσω με την πάροδο του χρόνου, με την ελπίδα να αλλάξει γεγονότα, αλλά αποδείχθηκε ότι οι ενέργειές τους στο παρελθόν δεν δημιουργούν καμία αλλαγή στο πώς εκτυλίσσονται τα γεγονότα, αλλά αποδεικνύεται ότι ήταν πάντα μέρος του τρόπου με τον οποίο τα γεγονότα ξεδιπλώνονται στην πρώτη θέση.
Γνωστός και ως: CTC