时空穿越不再 是梦?科学家成功模拟“全息虫洞”!******
近日 ,科学家打造出
“全息虫洞”的消息冲上热搜
引发了大家的讨论
虫洞是什么 ?
我们真的能用它穿越时空吗?
今天一起了解虫洞
01虫洞? 是虫子住 的洞吗 ?
宇宙中的虫洞 是科学家推测可能存在的一种特殊隧道,它 的两头连接着两个遥远的时空 ,理论上说 ,如果能从虫洞的一端穿越到另一端 ,就能实现超越光速的时空旅行 。
电影《星际穿越》中结尾主角就是进入了虫洞,发生了时空穿越 。感兴趣 的同学可以去看看哦!
图源 :截图 电影星际穿越中的画面
要理解虫洞 ,我们首先要理解“黑洞”和“白洞”。在霍金 的两大科普著作《时间简史》《果壳中 的宇宙》 的帮助下,黑洞这一概念早已深入人心。它 是在恒心死亡时,由于体积收缩,密度变大,获得使光也无法逃脱的巨大密度的一种天体。而所谓白洞,其实就 是和黑洞具有相反性质的特殊天体,特点是不断往外“吐”出东西 ,只发射而不吸收。
一个吞噬一切,一个“吐出”一切 ,大家可以想象一下,如果一个黑洞恰好连上了一个白洞时会怎么样呢 ?这时就会形成虫洞(worm hole) 。
图源 :中科院理论物理研究所 虫洞示意图
1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,在爱因斯坦 的理论中,空间和时间不再是绝对的 、不可变 的 ,而是可塑的、相互依存的,且它们会受物质存在 的影响。1935年 ,爱因斯坦和他 的助手罗森在广义相对论的框架下研究黑洞 ,首次提出“爱因斯坦-罗森桥” 的概念,这座“桥”连接了时空中两个不同区域 的通道。上世纪50年代,物理学家惠勒将这座桥命名为“虫洞”。
这听起来是不是很令人心动?进入虫洞 ,你可能会出现在宇宙的任意一个角落,甚至穿越时空 ,改写你 的人生,重新选择你曾经后悔 的事 。然而,虽然广义相对论允许虫洞 的存在,物理学家还从未在宇宙中观测到虫洞 ,目前只有黑洞被人类实际观测 。
02量子虫洞又 是啥 ?
虽然我们还没有在宇宙中发现虫洞,但现在科学家们创造出了虫洞,还观察到了信息在虫洞之间传递 的现象 。不过 ,先别想着穿越时空 ,这个虫洞并非上述所讲 的引力虫洞,而 是一个量子虫洞。
日前,英国《自然》(Nature)杂志发表 的一篇论文首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟” 。这个全息虫洞成功地将量子态通过虫洞 ,由一个量子系统传递到了另一个量子系统 。
如果我们想象中可以时空旅行的虫洞叫作“时空虫洞”的话 ,量子态 的量子虫洞则可以称之为“微型虫洞” 。
那么,研究量子虫洞有什么用呢 ?
这 是因为,广义相对论和量子力学虽然各自都发展了很长一段时间 ,但它们之间仍然有一个根本性的“冲突”——量子引力 。
具体来说, “广义相对论”描述了引力且在恒星、行星 、银河上等大尺度上都适用;而“量子力学”描述了其他3种作用在微观尺度 的基本力 。这二者 是否有“握手言欢”的可能?这就要看量子引力的表现。
物理学家们当然想通过实验去检验,但很遗憾,量子引力 的能量与尺度,此前的实验室条件是无法模拟和观测 的。而这就 是“全息”的用武之地 ,它可以帮助物理学家创建一个与原始系统相当 ,但不太复杂的系统 。这类似于用二维全息图显示三维图像的细节 。
03量子虫洞是怎么创造出来的 ?
2019年谷歌 的物理学家们提出了一种实验假说 ,认为一个在物理实验室中可以再造 的量子态 ,能被解释为在两个黑洞之间的虫洞中穿越的信息 。
现在,来自谷歌、MIT、费米实验室和加州理工学院 的科学家们 ,用9个量子位、1台量子计算机模拟出了对应的量子动力学。在同一个量子芯片中 ,他们创建了两个纠缠 的量子系统 ,并将一个量子位放入其中一个量子系统。结果,他们在另一个量子系统中观察到了这个量子位“穿越虫洞”而来的信息,结果符合预期 的引力性质 。
这是什么意思?大家可以设想在两组纠缠粒子之间 ,穿上一根电线或其它任何 的物理连接,让粒子们编码出虫洞的两个口 。
在这种耦合作用下,操作其中一侧的粒子 ,会引起另一侧粒子 的变化 。这样就有可能在两侧粒子之间撑开一个虫洞。
图片来源:inqnet/A.Mueller 量子计算机 的模拟显示了信息如何通过虫洞
尽管存在争议 ,但 是这项前所未有 的实验,探索了时空以某种方式从量子信息中产生 的可能性 。随着量子装置 的不断改进,错误率会更低 ,芯片会更强,那么对引力现象的研究也会更加深入 。
END
资料来源:中科院物理所、极目新闻、科技日报 、环球科学 、量子位
整理:董小娴
两岸同胞“云拜年”蔚为风潮 祝福中传递交流心愿******
(新春见闻)两岸同胞“云拜年”蔚为风潮 祝福中传递交流心愿
中新社北京1月27日电 (朱贺)“愿两岸春暖花开,望两岸共向美好未来 ,期待两岸民众早日聚首一堂……”癸卯兔年春节,两岸各界人士以视频方式向同胞拜年蔚为风潮 ,同胞们在拜年词中传递祝福 ,讲述期盼恢复交流、共享团圆 的心愿 。
连日来 ,“两岸同胞拜大年”话题在大陆社交媒体中讨论热烈,截至27日已获超1.2亿次阅读量。有网友表示,在穿越海峡的新春祝福中看到了“两岸一家亲” ,望两岸早日冲破阻隔、团圆美满。
近年两岸关系复杂严峻叠加新冠疫情等因素,令两岸交流颇为不易 。北京联合大学台湾研究院副院长李振广接受中新社采访表示 ,在此背景下,两岸同胞坚持以“云端”方式互叙亲情,充分证明台当局出于政治利益 的阻挠无法阻断两岸血脉相连的骨肉亲情和彼此牵挂。
祝福跨海而来 ,思念绵延不断 ,尽快恢复交流成为今春两岸同胞 的共同心声 。正如中国国民党前主席洪秀柱在拜年视频中所言,希望两岸各领域的交流都能恢复热络 ,携手同心,和衷共济。
前台北市议员罗智强、台湾统一联盟党主席戚嘉林、台湾新党主席吴成典、台湾人民共产党主席林德旺等党派人士 ,也通过拜年视频表示,愿两岸恢复交流 ,携手并进。台北市议员秦慧珠向上海市民拜年,她谈到 ,上海和台北 是姐妹市,希望疫情后可以互相拜访 ,互助合作 。
“期盼未来一年两岸文化纽带愈加坚韧 。”台北书院山长、文化学人林谷芳在拜年视频中表示。京剧梅派传人梅葆玖大弟子、台湾京剧艺术家魏海敏则在祝福中表达了新年到大陆登台演出 的心愿。致力于两岸交流二十余年 的台湾知名画家李沃源期待,未来带更多台湾同胞到大陆交流 ,也欢迎大陆画家好友赴台采风 。
春节是两岸同胞共同 的历史文化传承,也是彼此心灵契合的重要桥梁和纽带 。家庭 是两岸血脉相连、融合发展 的缩影,两岸夫妇 的拜年祝福也格外动人。
在北京生活12年 的台胞律师林敏睿与来自山东的妻子在北京度过第四个春节 ,与孩子们共祝两岸同胞新春快乐 。台湾青年林宇阳和来自西安 的太太王曼则回到台湾过年,他们希望海峡两岸同胞都能相亲相爱 ,相向而行 。
在各地过年的台青和台生也通过镜头表达新春祝愿。在大陆创业多年 的台青徐韬返台与家人团聚 ,他期盼两岸共同发展、共享繁荣;浙江临海潭子茶屋负责人陈彦桦则希望,更多台湾青年主动融入祖国发展 ,让两岸青年间的合作“兔”飞猛进;就读于中国人民大学国际关系学院的台生曹耿豪留校过年 ,他说 ,大陆的伙伴都对自己照顾有加 ,让他在此有了家的感觉 ,倍感温暖 。
“拜年过程中 ,两岸同胞感觉彼此的感情更深 、更浓了 。随着更多台湾同胞来大陆求学、工作 、生活、扎根 ,这种联结会越来越深厚。”李振广期待未来两岸交流更密切 、更便利 ,为台海和平稳定筑牢坚实基础 。(完)
(文图 :赵筱尘 巫邓炎)