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宇宙物理科普：一个可穿越时空的虫洞是如何诞生的？（二）
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宇宙物理科普：一个可穿越时空的虫洞是如何诞生的？（二）
在介绍如何画出如下图所示的嵌入图，我们需要先简单了解一些概念。
在相对论中，一个经常出现的词——度规，你可以将其理解为度量规则，比如我们在几何的学习中，存在长度测量的需求，任意两点的距离我们可以通过坐标快速的计算出来，那么对于本身就相当看重几何的相对论而言，自然少不了类似于普通几何中的测量公式。
对于平面欧氏几何，两点间的长度公式只涉及两点的坐标，公式形式想必大家都曾经学过，这里就不写出来了，而对于立体欧氏几何呢？很简单，也是需要两点的坐标信息，但不同的是，立体坐标系有三个轴，每一点需要三个坐标数进行确定，只需要在刚才的长度公式里再添加一个新轴的坐标数即可，以此类推，对于拥有更高维度的坐标系来讲，长度公式也只需要往里添加相应的坐标即可。
上段中的长度公式只要稍加变化，即可变为一个被叫做线元的东西，基本上和长度公式等价。那么在相对论的框架下，我们可以将度规理解为线元，之前所讲的史瓦西时空，就可以通过史瓦西线元进行描述。
并且和欧氏几何中的线元相同：其组成元素也是坐标信息，只不过坐标轴不再局限于空间，而是添加进了时间。如此一来，发生在时空中的事件都可以用时空点的具体坐标描述出来，反过来每个事件的时间、空间属性也可以通过线元计算出来。
而嵌入图正是建立这样的基础之上的，对于刚才所假设的球状天体，由于质量指均匀分布在整个球体内的，因此不但天体外部的时空会发生变化，天体内部的时空也会变化，而这一点通常在科普中是不被提及的（主要原因还是一般的天体，其半径是远大于史瓦西半径的，因而没有必要说明，但我们此次所讲的虫洞则不一样）
建立一个史瓦西坐标系，用来描述该天体内外部时空，而史瓦西坐标系在形式上是和我们常见的球坐标系类似，只不过多了一个时间轴。由于球对称，我们选取一个过天体中心的平面，来研究在这个平面上各点的关系。
比如说在赤道面（实际上只要过中心的面都是赤道面），我们来测量同一半径上两点的距离，对于史瓦西坐标系而言，这里所说的距离被称为径向距离，也就是表现在坐标系上的距离，需要注意的是，这种距离并不代表物理实际，比如说坐标系上的距离是1，但如果你真的拿个米尺在天体附近测量，你会发现测出的结果很可能并不是1，那么到底以谁为准呢？很简单，按照实际测量为准，也被称为固有距离。
如果刚才的描述，大家还没听懂，或者说没有意识到关键点，那么我们再打个比方，假设你开启上帝模式，在一个广阔且没有任何物质的宇宙空间内（即不存在时空弯曲现象），选取一个正方体区域，并且在用相互垂直的笔直网格线放入其中（假设网格线没有质量），那么对于该空间内的任意一点，你都可以用确定的三个数字描述，也就是所谓的坐标。
此时你将一个大质量球状天体放入其中（天体的存在并不影响笔直网格线的任何属性），此时该天体上的任意一点你都可以用坐标表示，比如我问你这个天体的直径是多少，你就会找一根过天体中心的网格线，读出该网格线与天体表面交界的两点读数，做个运算，直径结果很快就出来了。
但这样的结果真的是天体直径吗？如果天体上的生物利用直尺去实地测量也会是这个结果吗？
相关内容请看下篇文章
在介绍如何画出如下图所示的嵌入图，我们需要先简单了解一些概念。
对于平面欧氏几何，两点间的长度公式只涉及两点的坐标，公式形式想必大家都曾经学过，这里就不写出来了，而对于立体欧氏几何呢？很简单，也是需要两点的坐标信息，但不同的是，立体坐标系有三个轴，每一点需要三个坐标数进行确定，只需要在刚才的长度公式里再添加一个新轴的坐标数即可，以此类推，对于拥有更高维度的坐标系来讲，长度公式也只需要往里添加相应的坐标即可。
并且和欧氏几何中的线元相同：其组成元素也是坐标信息，只不过坐标轴不再局限于空间，而是添加进了时间。如此一来，发生在时空中的事件都可以用时空点的具体坐标描述出来，反过来每个事件的时间、空间属性也可以通过线元计算出来。
建立一个史瓦西坐标系，用来描述该天体内外部时空，而史瓦西坐标系在形式上是和我们常见的球坐标系类似，只不过多了一个时间轴。由于球对称，我们选取一个过天体中心的平面，来研究在这个平面上各点的关系。
如果刚才的描述，大家还没听懂，或者说没有意识到关键点，那么我们再打个比方，假设你开启上帝模式，在一个广阔且没有任何物质的宇宙空间内（即不存在时空弯曲现象），选取一个正方体区域，并且在用相互垂直的笔直网格线放入其中（假设网格线没有质量），那么对于该空间内的任意一点，你都可以用确定的三个数字描述，也就是所谓的坐标。
但这样的结果真的是天体直径吗？如果天体上的生物利用直尺去实地测量也会是这个结果吗？
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听说，打赏我的人最后都找到了真爱。
北京
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