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爱因斯坦虫洞论文发表在

发布时间:2024-07-06 16:43:09

爱因斯坦虫洞论文发表在

黑洞是宇宙中最为神秘、最为特殊的天体之一,因为黑洞的引力极其强大,落入黑洞表面(事件视界)的东西都不能逃脱出来,就连光都会被束缚住,所以黑洞的本体是绝对黑色,我们无法通过光学或者其他电磁波手段来直接观测到黑洞本身。 然而,根据发表于《自然》(Nature)杂志的一项新研究[1],斯坦福大学的天文学家有了重大发现,他们第一次观测到了来自黑洞背后的光,而这也是爱因斯坦广义相对论的预言之一,如今首次被观测事实直接证明。 根据广义相对论,一个足够致密的天体将会在自身重力作用下坍缩成无穷小的奇点。集中了所有质量的奇点会把周围一定范围的空间弯曲成封闭的状态,使得包括光在内的任何东西都无法从中逃离,这就是黑洞。也就是说,黑洞本身是无实体的,只有极度弯曲的封闭空间和位于中心的奇点。 虽然早已有很多间接证据表明黑洞是存在的,但由于黑洞是绝对黑暗的,要想直接看到黑洞本身被认为是不可能的。直到口径达到地球大小的事件视界望远镜(EHT)的出现,观测黑洞才成为了可能。 星系中心大都潜伏着一个超大质量黑洞,其质量至少是太阳的几十万倍,最大的甚至可以超过太阳100亿倍。超大质量黑洞会不断吞噬周围的物质,其强大的引力让落入黑洞的物质发生剧烈摩擦,温度急剧升高,发出了宇宙中最为强烈的亮光之一,形成了围绕在黑洞周围的发光吸积盘。 5350万光年外的M87星系中心有一个超大质量黑洞,事件视界望远镜观测到了该黑洞周围的吸积盘,它衬托出了中间的一个暗影,这就是超大质量黑洞,这是人类第一次直接证明了黑洞的存在。 在这项新研究中,天文学家把研究目标转向了I兹威基1(I Zwicky 1)星系,它距离地球大约8亿光年,在其中心有一个活跃的超大质量黑洞,正在大量吞噬物质。 天文学家本来要研究超大质量黑洞的冕区,这是黑洞周围充满高能粒子的区域,位于吸积盘的内边缘。物质在落入黑洞时,可以被热至数百万度。在这种超高温度下,电子脱离原子,形成磁化的等离子体,以及旋转的磁场。高能电子会被强大的磁场加速,由此发射出强烈的X射线。 当天文学家观测黑洞冕区的X射线耀斑时,他们注意到了一些较弱的闪光。这些是同样的X射线,但从黑洞后面反射回来,这就是所谓的光回波,天文学家第一次看到了黑洞的另一侧。 爱因斯坦的广义相对论早就预言了这种奇特的现象,但此前并没有观测到。直到现在,天文学家首次看到了黑洞的背后。这要得益于黑洞极端的引力弯曲了空间,扭曲了磁场,迫使光又绕了回来。

斯坦福大学天体物理学家丹·威尔金斯在观察8亿光年之外星系中心的超大质量黑洞向宇宙发射的x射线时,注意到一个有趣的模式。他观察到一系列明亮的x射线耀斑。这一前所未有的发现,令人兴奋不已。他用望远镜记录了一些意想不到的事情,更多的x射线闪光,比明亮的耀斑更小,而且“颜色”不同。 根据理论,这些发光的回声与黑洞背后反射的x射线是一致的。然而,基于我们对黑洞的了解,这些光应该来自一个奇怪的地方。 威尔金斯表示,“任何进入黑洞的光都不会反射出来,所以我们不应该看到黑洞后面的任何东西,然而,这是黑洞的另一个奇怪的特征,使这种观测成为可能”。威尔金斯解释说:“我们之所以能看到这种现象,是因为黑洞正在扭曲空间,弯曲光线,扭曲自身周围的磁场。” 7月28日发表在《自然》杂志上的一篇论文详细介绍了这一奇怪的发现,它是第一次直接观测到黑洞背后的光。爱因斯坦的广义相对论曾预测过这种情况,但直到现在才得到证实。 50年前,当天体物理学家开始推测磁场在接近黑洞时的行为时,他们不知道有一天我们可能会有直接观察这一现象的技术,并看到爱因斯坦广义相对论的实际作用。 如何看到黑洞 这项研究的最初动机是为了更多地了解某些黑洞的神秘特征,即日冕。坠入超大质量黑洞的物质为宇宙中最亮的连续光源提供了能量,并在黑洞周围形成了日冕。这种光可以被分析来描绘黑洞。 关于什么是日冕的主要理论始于气体滑入黑洞,并过热至数百万度。在这个温度下,电子从原子中分离出来,形成磁化的等离子体。在黑洞的强力旋转中,磁场在黑洞上方形成了很高的弧线,并围绕自身剧烈旋转,最终完全断裂,这种情况让人想起太阳周围发生的事情,因此它借用了“日冕”的名字。 威尔金斯说:“这个磁场绑在一起,然后突然靠近黑洞,加热它周围的一切,并产生这些高能电子,这些电子接着产生x射线。”当威尔金斯仔细观察耀斑的起源时,他看到了一系列较小的闪光。研究人员确定,这些都是同样的x射线耀斑,但从圆盘的背面反射回来,这是对黑洞远端的首次一瞥。 威尔金斯还说:“几年来,我一直在从理论上预测这些回声对我们的影响。我已经在我的理论中看到了它们,所以一旦我在望远镜观测中看到它们,我就能找出它们之间的联系。” 未来的观测 描述和理解日冕的任务仍在继续,需要更多的观察。未来的一部分将是欧洲航天局的x射线天文台,雅典娜(高能天体物理学高级望远镜)。斯坦福大学物理学教授史蒂夫·艾伦和天体物理学教授威尔金斯正在帮助雅典娜研制部分宽场成像仪探测器。 威尔金斯说:“它比我们以前用x射线望远镜更加清晰,它将让我们在更短的观测时间内获得更高的分辨率。所以,有了这些新的天文台,我们现在从数据中得到的图像将变得更加清晰。”

充满科幻气息虫洞前所未见的探测方式

有一个隧道可以连接时空中的两个区域,一种连接宇宙的捷径,这样的想法是非常可爱的。虫洞最多被认为属于科幻小说的范畴,如果在我们这个宇宙中恰巧就形成了一个这样的虫洞,但是物理学家表明如果是这样,它会是不稳定的并立即就会坍缩。

但是假设他们确实存在的话,我们怎样才能找到它们呢?根据一篇新的研究报告,你所需要的只是一个恒星们都围绕着的黑洞,以及预测和测量它的设备。

(黑洞)

虫洞被认为是一种时空折叠-如果你读过玛德琳·恩格尔的《时间的褶皱》(《A Wrinkle in Time》)的话,你就会熟悉这种类比。想象一下,一只蚂蚁在一块布上从一点走到另一点,如果这块布是平的,蚂蚁必须要走过两点间最大的距离。然而,如果你把这块布折叠起来,使这两点几乎重合,这时候蚂蚁所要做的就只有跳入这个点,抵达另一点。

(虫洞 图源:image)

现在想象一下这块布就是时空,在时空的两点间有一条隧道,这条隧道就是虫洞。1935年,物理学家阿尔伯特·爱因斯坦和内森·罗森发表了一篇关于这个概念的有影响力的论文,所以虫洞也被称为爱因斯坦-罗森桥。

图解:另一种虫洞在二维环境的模拟

根据布法罗大学和扬州大学科学家的最新论文可知,可能有一种非常简单的方法来检测虫洞。他们认为,因为这条隧道使两个时空区域更近了,在虫洞另一端的大质量物体,如恒星,会对隧道另一端的物体的运动产生引力影响。

图解:洛伦兹虫洞(史瓦西虫洞)的电脑绘图

一个假想的虫洞的形成所需要的条件之一是一个引力极端的环境,比如黑洞周围的空间(甚至在黑洞的事件界限之内)。

所以,要观察这种效应,你需要一个黑洞和一个或多个恒星围绕着它。

(人马座A星系 图源:search)

在我们银河系中,有这样一个区域——银河系中心。那里有个质量巨大的黑洞,人马座A(Sagittarius A*,)被一堆恒星所围绕,事实证明,这对于测试相对论非常有用。

如果这片区域有虫洞,我们应该能够根据这些恒星的运动方式来检测到它。

“如果你有两颗星,一颗在虫洞的一边,在我们这边的那颗星应该能感受到另一边那颗星的引力影响。引力流将穿过虫洞,”布法罗大学的宇宙学家德扬·斯托伊科维奇说。

(虫洞 图源:image)

“所以,如果你绘制人马座A周围恒星的预测轨道,如果那里有一个虫洞,另一边有一颗恒星,你应该会看到轨道偏离的情况。”

图解:若地面附近有一个虫洞,它可能是这样的

这并不容易。人马座A的质量是太阳的400万倍,它是该地区目前最主要的引力。所以要检测分离出一颗或几颗恒星的影响将是一份艰难的任务。

如果虫洞真的在黑洞的事件界限之内,正如一些理论家预测的那样,所有的赌注都将落空-恒星穿过虫洞的引力影响与黑洞产生的引力影响将难以区分。

(黑洞)

但是我们有数据组的天文学家可以用来测试这一点。之前提到的相对论测试是基于一颗名为S0-2,或S2的恒星。两个不同的小组对S2进行了超过25年的观测。我们的仪器变得越来越精密和精确,这意味着进行所描述的探测所需的精度并不是遥不可及。

即使我们确实探测到了恒星轨道上的扰动,那也不一定是决定性的。还需要更多的证据。

图解:虫洞在二维环境的模拟

但如果我们真的想要找到虫洞,我们将需要一个起点,而这篇新论文就描述了这一点。

也就是说,即使虫洞存在,它们也不太可能给我们提供一个整洁的旅行模式。

“即使虫洞是可以穿越的,人类和宇宙飞船也不太可能通过。”斯托伊科维奇说。

“事实上,你需要负能量来保持虫洞打开,而我们不知道如何能做到这一点。要创造一个稳定的大虫洞,你需要魔法。”

相关知识

虫洞(英语:wormhole),又称爱因斯坦-罗森桥(英语:Einstein—Rosen bridge),是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。虫洞是1916年奥地利物理学家路德维希·弗莱姆(Ludwig Flamm)首次提出的概念,1930年代由爱因斯坦及纳森·罗森在研究引力场方程时假设黑洞与白洞透过虫洞连接,认为透过虫洞可以做瞬时间的空间转移或者做时间旅行。迄今为止,科学家们还没有观察到虫洞存在的证据,一般认为这是由于很难和黑洞相区别。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

translate: 初六

author: sciencealert

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爱因斯坦在哪发表论文

爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。

1905年,爱因斯坦在科学史上创造了一个史无前例奇迹。这一年他写了六篇论文,在三月到九月这半年中,利用在专利局每天八小时工作以外的业余时间,在三个领域做出了四个有划时代意义的贡献,他发表了关于光量子说、分子大小测定法、布朗运动理论和狭义相对论这四篇重要论文。

1921年演讲中的爱因斯坦。

这时间完全长于现今的通用时间,欧洲攻读博士学位的五年时间很长,尽管这在当时并不罕见但如今平均时间却为三年。

爱因斯坦于1902年开始在瑞士专利局工作,您会注意到这年他刚刚获得博士学位。 他之所以这样做,是因为他找不到让满意的教学岗位,所以他需要另一个收入来源来维持生计。

爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。

分别为:《关于光的产生和转化的一个启发性观点》、《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》、《论运动物体的电动力学》、《物体惯性与其所含能量有关吗》,随后导出了E = mc²的公式。

这四篇论文中每一篇都足以获得一次诺贝尔奖,这些成就深远地影响了整个世界,爱因斯坦也由此变得举世闻名。1905年被称为“爱因斯坦奇迹年”。

在狭义相对论被提出10年后,1915年,爱因斯坦又创建了广义相对论学说,并据此推出光在引力场中是沿曲线传播的,在1919年被天文学家证实,轰动科学界。

爱因斯坦在20世纪最重要的两个物理学学术贡献中占了一半,除了相对论之外,量子力学、光电效应都从爱因斯坦开始。

爱因斯坦论文发表在哪

阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein,1879年3月14日-1955年4月18日),美国物理学家,犹太人,现代物理学的开创者和奠基人,相对论——“质能关系”的提出者,“决定论量子力学诠释”的捍卫者(振动的粒子)——不掷骰子的上帝。 1999年12月26日,爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。

爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。这四篇论文中每一篇都足以获得一次诺贝尔奖,这些成就深远地影响了整个世界,爱因斯坦也由此变得举世闻名。在第一篇论文《关于光的产生和转化的一个启发性观点》里,爱因斯坦通过量子理论解释了光电效应,并最终证明了能量子以及光子(即光的粒子)的存在。

另外一个是布朗运动,还有一篇是关于原子大小的测定,我们从这些成果可以看出,爱因斯坦在20世纪最重要的两个物理学学术贡献中占了一半,除了相对论之外,量子力学、光电效应都从爱因斯坦开始。

在该年度发表的论文中,爱因斯坦深信原子真实存在,直到那时,原子对科学界来说还更多的是一个对方程有用的数学工具,而不是物理实体。假设热水是由很多不稳定的水分子组成的,水是热的,这些分子不稳定,到处移动,无规则地撞击花粉;爱因斯坦推论花粉的运动是碰撞的结果。爱因斯坦遇到的最大问题是需要结合热力学和经典力学来阐述他的观点,后者描述物体的运动,前者却研究大系统。

出生 1879年3月14日 德国乌尔姆 逝世 1955年4月18日 美国普林斯顿 阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein�6�0,1879年3月14日—1955年4月18日),著名理论物理学家,相对论的创立者。 爱因斯坦生平事迹 爱因斯坦是当代最伟大的物理学家。他热爱物理学,把毕生献给了物理学的理论研究。人们称他为20世纪的哥白尼、20世纪的牛顿。 爱因斯坦生长在物理学急剧变革的时期,通过以他为代表的一代物理学家的努力,物理学的发展进入了一个新的历史时期。由伽利略和牛顿建立的古典物理学理论体系,经历了将近200年的发展,到19世纪中叶,由于能量守恒和转化定律的发现,热力学和统计物理学的建立,特别是由于法拉第和麦克斯韦在电磁学上的发现,取得了辉煌的成就。这些成就,使得当时不少物理学家认为,物理学领域中原则性的理论问题都已经解决了,留给后人的,只是在细节方面的补充和发展。可是,历史的进程恰恰相反,接踵而来的却是一系列古典物理学无法解释的新现象:以太漂移实验、元素的放射性、电子运动、黑体辐射、光电效应等等。在这个新形势面前,物理学家一般企图以在旧理论框架内部进行修补的办法来解决矛盾,但是,年轻的爱因斯坦则不为旧传统所束缚,在洛伦兹等人研究工作的基础上,对空间和时间这样一些基本概念作了本质上的变革。这一理论上的根本性突破,开辟了物理学的新纪元。 爱因斯坦一生中最重要的贡献是相对论。1905年他发表了题为《论动体的电动力学》的论文,提出了狭义相对性原理和光速不变原理,建立了狭义相对论。这一理论把牛顿力学作为低速运动理论的特殊情形包括在内。它揭示了作为物质存在形式的空间和时间在本质上的统一性,深刻揭露了力学运动和电磁运动在运动学上的统一性,而且还进一步揭示了物质和运动的统一性(质量和能量的相当性),发展了物质和运动不可分割原理,并且为原子能的利用奠定了理论基础。随后,经过多年的艰苦努力,1915年他又建立了广义相对论,进一步揭示了四维空时同物质的统一关系,指出空时不可能离开物质而独立存在,空间的结构和性质取决于物质的分布,它并不是平坦的欧几里得空间,而是弯曲的黎曼空间。根据广义相对论的引力论,他推断光在引力场中不沿着直线而会沿着曲线传播。这一理论预见,在1919年由英国天文学家在日蚀观察中得到证实,当时全世界都为之轰动。1938年,他在广义相对论的运动问题上取得重大进展,即从场方程推导出物体运动方程,由此更深一步地揭示了空时、物质、运动和引力之间的统一性。广义相对论和引力论的研究,60年代以来,由于实验技术和天文学的巨大发展受到重视。 另外,爱因斯坦对宇宙学、用引力和电磁的统一场论、量子论的研究都为物理学的发展作出了贡献。 爱因斯坦不仅是一个伟大的科学家,一个富有哲学探索精神的杰出的思想家,同时又是一个有高度社会责任感的正直的人。他先后生活在西方政治漩涡中心的德国和美国,经历过两次世界大战。他深刻体会到一个科学工作者的劳动成果对社会会产生怎样的影响,一个知识分子要对社会负怎样的责任

爱因斯坦发表论文

爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。

1905年,爱因斯坦在科学史上创造了一个史无前例奇迹。这一年他写了六篇论文,在三月到九月这半年中,利用在专利局每天八小时工作以外的业余时间,在三个领域做出了四个有划时代意义的贡献,他发表了关于光量子说、分子大小测定法、布朗运动理论和狭义相对论这四篇重要论文。

1921年演讲中的爱因斯坦。

这时间完全长于现今的通用时间,欧洲攻读博士学位的五年时间很长,尽管这在当时并不罕见但如今平均时间却为三年。

爱因斯坦于1902年开始在瑞士专利局工作,您会注意到这年他刚刚获得博士学位。 他之所以这样做,是因为他找不到让满意的教学岗位,所以他需要另一个收入来源来维持生计。

爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。这四篇论文中每一篇都足以获得一次诺贝尔奖,这些成就深远地影响了整个世界,爱因斯坦也由此变得举世闻名。在第一篇论文《关于光的产生和转化的一个启发性观点》里,爱因斯坦通过量子理论解释了光电效应,并最终证明了能量子以及光子(即光的粒子)的存在。

另外一个是布朗运动,还有一篇是关于原子大小的测定,我们从这些成果可以看出,爱因斯坦在20世纪最重要的两个物理学学术贡献中占了一半,除了相对论之外,量子力学、光电效应都从爱因斯坦开始。

在该年度发表的论文中,爱因斯坦深信原子真实存在,直到那时,原子对科学界来说还更多的是一个对方程有用的数学工具,而不是物理实体。假设热水是由很多不稳定的水分子组成的,水是热的,这些分子不稳定,到处移动,无规则地撞击花粉;爱因斯坦推论花粉的运动是碰撞的结果。爱因斯坦遇到的最大问题是需要结合热力学和经典力学来阐述他的观点,后者描述物体的运动,前者却研究大系统。

爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。

分别为:《关于光的产生和转化的一个启发性观点》、《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》、《论运动物体的电动力学》、《物体惯性与其所含能量有关吗》,随后导出了E = mc²的公式。

这四篇论文中每一篇都足以获得一次诺贝尔奖,这些成就深远地影响了整个世界,爱因斯坦也由此变得举世闻名。1905年被称为“爱因斯坦奇迹年”。

在狭义相对论被提出10年后,1915年,爱因斯坦又创建了广义相对论学说,并据此推出光在引力场中是沿曲线传播的,在1919年被天文学家证实,轰动科学界。

爱因斯坦在20世纪最重要的两个物理学学术贡献中占了一半,除了相对论之外,量子力学、光电效应都从爱因斯坦开始。

爱因斯坦论文发表

爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。

1905年,爱因斯坦在科学史上创造了一个史无前例奇迹。这一年他写了六篇论文,在三月到九月这半年中,利用在专利局每天八小时工作以外的业余时间,在三个领域做出了四个有划时代意义的贡献,他发表了关于光量子说、分子大小测定法、布朗运动理论和狭义相对论这四篇重要论文。

1921年演讲中的爱因斯坦。

这时间完全长于现今的通用时间,欧洲攻读博士学位的五年时间很长,尽管这在当时并不罕见但如今平均时间却为三年。

爱因斯坦于1902年开始在瑞士专利局工作,您会注意到这年他刚刚获得博士学位。 他之所以这样做,是因为他找不到让满意的教学岗位,所以他需要另一个收入来源来维持生计。

爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。这四篇论文中每一篇都足以获得一次诺贝尔奖,这些成就深远地影响了整个世界,爱因斯坦也由此变得举世闻名。在第一篇论文《关于光的产生和转化的一个启发性观点》里,爱因斯坦通过量子理论解释了光电效应,并最终证明了能量子以及光子(即光的粒子)的存在。

另外一个是布朗运动,还有一篇是关于原子大小的测定,我们从这些成果可以看出,爱因斯坦在20世纪最重要的两个物理学学术贡献中占了一半,除了相对论之外,量子力学、光电效应都从爱因斯坦开始。

在该年度发表的论文中,爱因斯坦深信原子真实存在,直到那时,原子对科学界来说还更多的是一个对方程有用的数学工具,而不是物理实体。假设热水是由很多不稳定的水分子组成的,水是热的,这些分子不稳定,到处移动,无规则地撞击花粉;爱因斯坦推论花粉的运动是碰撞的结果。爱因斯坦遇到的最大问题是需要结合热力学和经典力学来阐述他的观点,后者描述物体的运动,前者却研究大系统。

爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。

分别为:《关于光的产生和转化的一个启发性观点》、《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》、《论运动物体的电动力学》、《物体惯性与其所含能量有关吗》,随后导出了E = mc²的公式。

这四篇论文中每一篇都足以获得一次诺贝尔奖,这些成就深远地影响了整个世界,爱因斯坦也由此变得举世闻名。1905年被称为“爱因斯坦奇迹年”。

在狭义相对论被提出10年后,1915年,爱因斯坦又创建了广义相对论学说,并据此推出光在引力场中是沿曲线传播的,在1919年被天文学家证实,轰动科学界。

爱因斯坦在20世纪最重要的两个物理学学术贡献中占了一半,除了相对论之外,量子力学、光电效应都从爱因斯坦开始。

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