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虫洞:时空的眼泪 2020 年挑战赛 — 决赛入围者 虫洞(Wormhole),又称爱因斯坦-罗森桥(Einstein—Rosen bridge),是一种连接时空中不同点的理论结构,它基于爱因斯坦场方程的特殊解。它们于1916年由路德维希·弗拉姆首次提出,并于1935年由阿尔伯特·爱因斯坦和内森·罗森再次提出。因此,它们也被称为爱因斯坦-罗森桥。虫洞一词是由约翰·阿奇博尔德·惠勒在1957年创造的, 而虫洞这个名字有“虫咬的洞”的意思,其举例来自如果一只虫要苹果表面移动,比起沿着表面爬,不如直接从果肉穿过距离更短。 虫洞可以想像成一条隧道,其两端位于时空的不同点(可能是不同的位置和时间)。 虫洞与广义相对论是相容的,但虫洞是否真的存在还有待观察。许多科学家假设虫洞只是第四空间维度的投影,类似于二维生物如何只能体验三维物体的一部分 克莱因瓶提供了这种结构的一个众所周知的类比,在三维渲染时显示一个孔,而不是在四维或更高维度上。 理论上,一个虫洞可能连接十亿光年这样的极远距离,也可能连接几米这样的短距离,或者不同的时间点,甚至不同的宇宙。 1995年,马特·维瑟提出,如果在早期宇宙中生成负质量/负能量的宇宙弦,宇宙中可能存在许多虫洞。 一些物理学家,例如弗兰克·迪普勒和基普·索恩,提出了如何人工制造虫洞。 在广义相对论里,引力波是时空的涟漪。当投掷石头到池塘里时,会在池塘表面产生涟漪,从石头入水的位置向外传播。当带质量物体呈加速度运动时,也会在时空产生涟漪,从该物体位置向外传播,这种时空的涟漪就是引力波。由于广义相对论限制了引力相互作用的传播速度为光速,因此两个宇宙物体间万有引力的感应会产生引力波的现象,我们可以想像在平面上放置一颗重球移动后,造成平面的时空扭曲波扩散出去要一段时间,之后才会对远方的另一颗球产生影响。相反地说,牛顿重力理论中的相互作用是以无限的速度传播,所以在这一理论下并不存在引力波。 由于引力波与物质彼此之间的相互作用非常微弱,引力波很不容易被传播途中的物质所改变,因此引力波是优良的信息载体,使人类能够观测从宇宙深处传来的宝贵信息。引力波天文学是观测天文学的一门新兴分支。引力波天文学利用引力波来收集对于剧烈天文事件的引力波波源信息,如白矮星、中子星与黑洞一类的星体所组成的联星,超新星与大爆炸也是剧烈天文事件的引力波波源。天文学家可以利用引力波观测到超新星 #职业规划#生活技能#虫洞#RNA疫苗#广义相对论
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