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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？（三）
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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？（三）
在上帝视角中建立的一个理想坐标系，在其内测量一个天体的直径，请问这样的结果和实地测量有差别吗？
要知道网格线是不受天体影响的，也就是说天体对时空产生的影响是完全被网格线所忽视的，我们测量的仅仅是坐标距离，如果该天体上的生物拿着真实存在直尺去测量天体直径，结果会怎样呢？
因为文章中并没有给出具体的线元表达式（作为科普文章，这种公式还是不要出现为好），求距离的过程也就不给了，但结果可以告诉大家，实际测量的结果是大于坐标距离的，对应的，我们可以说是尺缩效应，原本在平直时空中的米尺对应到坐标距离是一米，但到了史瓦西时空，原本的米尺对应的坐标距离却小于一米了，而坐标距离一直没有变，那么史瓦西时空下的米尺自然测出的实际长度要大于坐标距离了。而这个现象正是空间內禀弯曲的体现。
也就是说，如果我们在该天体的赤道面上任选一根半径线，由天体中心向外一直延伸，我们会发现随着距离变远，米尺自身的固有距离也逐步的与坐标距离想接近，在无穷远处米尺固有距离与坐标距离相等（实际上，无穷远处对应的时空可看做平直时空，米尺的固有距离和坐标距离自然是相等的）
虽然理论上我们知道了如何判断时空的內禀弯曲属性，但如何直观的表现出来呢？如何才能画出一段长度的固有距离和坐标距离呢？
我们先从一根半径出发，画出一个平面直角坐标，x轴代表坐标距离，画出一段曲线，在曲线上任取两点，在x轴上取两条垂线，分别过两点，于是两点对应的x坐标就出来，x轴上的两点对应的就是坐标距离，而曲线两点间的曲线段长度代表固有距离，如下图所示：
图中曲线的分布及走向是经过计算得到的
此时我们注意到，上面的曲线仅仅是一根半径线所代表的距离，而天体赤道面具有无数根半径线，因次我们现在需要将这幅图以y轴为中轴线旋转一圈，就能得到整个赤道面上的空间形状，变为下图：
现在这张图片相信大家都很熟悉了，就是相关科普文章都会用来介绍时空弯曲的图片，有时候我们会好奇为什么图片上的时空只是一层网格线呢？实际上那是因为它只画出了天体赤道面附近的空间弯曲情况，这也就是所谓的嵌入图。
需要注意的是，虽然这个嵌入图看似直观表现出了空间弯曲性质，但它表现得只是空间弯曲的二维体现，因为这幅图虽然看着是三维的，但其本质仍然之前的那张单根半径线的二维平面图，实际上空间弯曲是立体的，但为了方便直观理解，只能采用降维的办法，将原本立体的弯曲转变为平面的弯曲，但空间弯曲的主要性质还是体现的比较好的。
不过有些朋友要问了，你不是要介绍虫洞吗？这个嵌入图虽然挺好看的，但洞在哪里呢？虫洞没洞还怎么穿越啊？
这里需要再提到一个新概念——“史瓦西时空的最大延拓”，还记得之前提到的史瓦西线元吗？这里的延拓就是在史瓦西线元的基础上，进行了一次优化，因为史瓦西线元在视界处存在奇性，这里的视界处也就是史瓦西半径处。为了将这里的奇性消失，需要将线元表达式做一次更换，更换后的线元被称为克鲁斯克尔线元。
而这个克鲁斯克尔线元所展现出的时空极大的拓展了原有的史瓦西时空，我们一般所说的史瓦西时空仅仅是最大延拓的一部分，在整个全的时空中存在四个部分，一个是黑洞区域、一个是白洞区域，还有两个宇宙，如果考虑到这些，那么上面的嵌入图就需要进行一次翻折，变为下图：
我们可以看到，熟知的虫洞模型出现了，由于是从史瓦西时空研究出来的，也被称为史瓦西虫洞，或者叫做爱因斯坦罗森桥（这是当年爱因斯坦等人最早发现的）
在这个图片中，被称为虫洞的部分是位于之前的翻折处附近，如上图所示。这个被称为喉的部分，正是处于史瓦西半径位置，而虫洞就是在这个喉的附近，即坐标稍微大于史瓦西半径距离的地方。
说到你，大家可能迫不及待的想要知道既然虫洞已经出现了，那么是不是就可以开始穿越了呢？
很遗憾，虽然虫洞确实被构造出来了，但要命的是这个喉，由于它位于史瓦西半径处，也就是事件视界的位置，而我们知道事件视界是一个单向膜，物体只能进不能出，从光锥的角度考虑，想要逃出事件视界的唯一办法就是使自己的世界线变为类空型，通俗的说就是速度要超光速，很显然这是不可能，因此如此以来因果性就会遭到破坏。
所以说这样的史瓦西虫洞是不可穿越的，那么我们之前文章中提到的“穿越时空，回到过去”也就成了泡影。难道真的就一点办法都没有了吗？
这时候我们来理一下思绪，由于史瓦西虫洞的喉正好位于事件视界位置，因为史瓦西虫洞在理论就已经断绝了穿越的可能性，那么有没有可能将喉的位置远离事件视界，或者说除了史瓦西虫洞之外，还有其他类型的虫洞吗？
相关内容请看下篇文章
在上帝视角中建立的一个理想坐标系，在其内测量一个天体的直径，请问这样的结果和实地测量有差别吗？
要知道网格线是不受天体影响的，也就是说天体对时空产生的影响是完全被网格线所忽视的，我们测量的仅仅是坐标距离，如果该天体上的生物拿着真实存在直尺去测量天体直径，结果会怎样呢？
因为文章中并没有给出具体的线元表达式（作为科普文章，这种公式还是不要出现为好），求距离的过程也就不给了，但结果可以告诉大家，实际测量的结果是大于坐标距离的，对应的，我们可以说是尺缩效应，原本在平直时空中的米尺对应到坐标距离是一米，但到了史瓦西时空，原本的米尺对应的坐标距离却小于一米了，而坐标距离一直没有变，那么史瓦西时空下的米尺自然测出的实际长度要大于坐标距离了。而这个现象正是空间內禀弯曲的体现。
虽然理论上我们知道了如何判断时空的內禀弯曲属性，但如何直观的表现出来呢？如何才能画出一段长度的固有距离和坐标距离呢？
我们先从一根半径出发，画出一个平面直角坐标，x轴代表坐标距离，画出一段曲线，在曲线上任取两点，在x轴上取两条垂线，分别过两点，于是两点对应的x坐标就出来，x轴上的两点对应的就是坐标距离，而曲线两点间的曲线段长度代表固有距离，如下图所示：
此时我们注意到，上面的曲线仅仅是一根半径线所代表的距离，而天体赤道面具有无数根半径线，因次我们现在需要将这幅图以y轴为中轴线旋转一圈，就能得到整个赤道面上的空间形状，变为下图：
需要注意的是，虽然这个嵌入图看似直观表现出了空间弯曲性质，但它表现得只是空间弯曲的二维体现，因为这幅图虽然看着是三维的，但其本质仍然之前的那张单根半径线的二维平面图，实际上空间弯曲是立体的，但为了方便直观理解，只能采用降维的办法，将原本立体的弯曲转变为平面的弯曲，但空间弯曲的主要性质还是体现的比较好的。
不过有些朋友要问了，你不是要介绍虫洞吗？这个嵌入图虽然挺好看的，但洞在哪里呢？虫洞没洞还怎么穿越啊？
这里需要再提到一个新概念——“史瓦西时空的最大延拓”，还记得之前提到的史瓦西线元吗？这里的延拓就是在史瓦西线元的基础上，进行了一次优化，因为史瓦西线元在视界处存在奇性，这里的视界处也就是史瓦西半径处。为了将这里的奇性消失，需要将线元表达式做一次更换，更换后的线元被称为克鲁斯克尔线元。
而这个克鲁斯克尔线元所展现出的时空极大的拓展了原有的史瓦西时空，我们一般所说的史瓦西时空仅仅是最大延拓的一部分，在整个全的时空中存在四个部分，一个是黑洞区域、一个是白洞区域，还有两个宇宙，如果考虑到这些，那么上面的嵌入图就需要进行一次翻折，变为下图：
在这个图片中，被称为虫洞的部分是位于之前的翻折处附近，如上图所示。这个被称为喉的部分，正是处于史瓦西半径位置，而虫洞就是在这个喉的附近，即坐标稍微大于史瓦西半径距离的地方。
说到你，大家可能迫不及待的想要知道既然虫洞已经出现了，那么是不是就可以开始穿越了呢？
所以说这样的史瓦西虫洞是不可穿越的，那么我们之前文章中提到的“穿越时空，回到过去”也就成了泡影。难道真的就一点办法都没有了吗？
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听说，打赏我的人最后都找到了真爱。
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