包邮时间旅行与曲速引擎-快速穿越时空的科学指南

1 绪论/ 1

2 时间、时钟和参照系/ 11

2.1 威尔斯式的时间旅行/ 12

2.2 对时间和空间的测量/ 17

3 洛伦兹变换与狭义相对论/ 23

3.1 麦克斯韦的伟大观点/ 25

3.2 迈克尔逊-莫雷实验/ 26

3.3 相对论的两个原理/ 30

3.4 洛伦兹变换/ 31

3.5 不变间距/ 33

3.6 时钟同步与同时性/ 35

3.7 光障/ 38

3.8 “零质量”粒子与E=mc2/ 39

4 光锥/ 41

4.1 绝对与相对/ 42

4.2 光锥与因果关系：总结/ 46

5 向前的时间旅行与双生子“悖论”/ 49

5.1 时间膨胀和4只时钟的故事/ 50

5.2 双生子“悖论”/ 53

5.3 不变间距与固有时间/ 54

5.4 现实想法与实验/ 58

5.5 通过《夏季之门》*后再看一下前往未来的时间旅行/ 60

6 “出发，回到过去”/ 63

6.1 超光速粒子/ 64

6.2 快子与悖论/ 65

6.3 再诠释原理/ 67

6.4 超光速参照系的一个问题/ 69

6.5 实验证据/ 71

7 时间箭头/ 77

7.1 熵、热力学第二定律以及热力学时间箭头/ 80

7.2 前因、后果及因果时间箭头/ 84

7.3 宇宙学时间箭头/ 86

8 广义相对论：弯曲的空间和翘曲的时间/ 89

8.1 引力与电磁学/ 90

8.2 质量与等效原理/ 91

8.3 重力与光/ 94

8.4 引潮力/ 95

8.5 重力与时间/ 98

8.6 广义相对论/ 100

8.7 广义相对论的三个经典验证/ 102

9 虫洞与曲速气泡/ 111

9.1 虫洞/ 112

9.2 曲速气泡/ 116

9.3 柯拉斯尼科夫管：超光速地铁/ 120

9.4 虫洞、曲速引擎及时间机器/ 122

9.5 “越发奇怪的”悖论/ 126

10 香蕉皮与平行世界/ 133

10.1 悖论的类型/ 134

10.2 信息悖论/ 134

10.3 “精灵球”与聪明的太空船/ 135

10.4 对虫洞时间机器和一致性悖论的重新考虑/ 137

10.5 香蕉皮/ 141

10.6 平行世界/ 142

10.7 “切碎捣烂”/ 151

11 “别总是负面”：奇异物质/ 155

11.1 负能量/ 156

11.2 平均能量条件/ 163

11.3 量子不等式/ 165

11.4 所有完美的物理学都用过镜子/ 168

11.5 量子利息与卡西米尔效应/ 170

11.6 负能量与经典场/ 173

12 勇敢地航向……/ 177

12.1 弯曲与平直/ 178

12.2 虫洞与量子不等式/ 179

12.3 曲速引擎与量子不等式/ 181

12.4 凡·登·布洛克的“瓶子里的飞船”/ 182

12.5 更多关于曲速引擎的问题/ 183

12.6 出路在哪？/ 184

12.7 时间机器的毁灭与时序保护/ 185

13 圆柱体与弦/ 191

13.1 卷曲的宇宙/ 192

13.2 一个“旋转”的宇宙/ 193

13.3 圆柱状时间机器/ 194

13.4 马雷特的时间机器/ 196

13.5 戈特的宇宙弦时间机器/ 203

14 尾声/ 213

附录/ 221

附录1 对伽利略速度变换的推导/ 222

附录2 对洛伦兹变换的推导/ 223

附录3 对时空间隔不变性的证明/ 228

附录4 对x'、t'轴相对于x、t轴的方向说明/ 229

附录5 光钟造成的时间膨胀/ 231

附录6 霍金定理/ 235

附录7 马雷特时间机器中的光管/ 242

参考文献/ 245

索引/ 253