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
闽台青年“包饺子”大赛 新春围炉守岁过小年******
(新春见闻)闽台青年“包饺子”大赛 新春围炉守岁过小年
中新网福州1月26日电 (郑江洛)26日,腊月二十四,正值南方小年,在华优汇创闽台家园台湾青年就业创业基地,人声鼎沸,欢乐滚滚,每年岁末,闽台家园都会举办“爱在家园”留榕台青新春围炉守岁日活动。
写春联、包饺子……记者在现场看到,四五十名闽台青年分为吉、福、旺、春、发五队,以游戏竞赛的方式正如火如荼地进行五福临门包饺子大赛。
闽台青年正在写春联。 郑江洛 摄闽台家园台湾青年创新创业基地执行总监李宛芯介绍说,每队不仅要完成160个饺子及写6副春联外,还要拍出各队特色写真,考验各队的组织分工及执行能力。“留榕的台湾青年以及本地青年,一起包饺子有过年的气氛,寓意着融合,很好的互动,共建闽台家园,虎年有一个新的开始。”
“今年是我第三年留在福州过年,今年很特别,有这么多的小伙伴一起围炉过年。”台青简以信正和同组组员们忙着做饺子馅。他表示,饺子一般是北方人过节喜爱的食物,这对于南方人而言,是一个比较“稀奇好玩”的体验,这也是他包饺子的“首秀”。今年能和这么多闽台青年一起包饺子、写春联,让他感觉“很温暖。”
简以信在福州落地已有八年,目前,他和几名台青共同在福建创业,过去一年,做了一些两岸文创相关的设计,并开展了多场两岸交流的活动,他表示,“希望未来能够继续加深两岸之间的融合交流。”
“第一次在福州写春联,过小年。”台青柳钟伟刚到福州两个月,他说,虽然不能和台湾的家人一起过年,但能和这么多台湾小伙伴一起过年,感到很特别。他看中大陆市场他,“尤其是宠物这个产业的发展性”,预计接下来在福州开一家宠物美容店。
今年是台籍钢琴教师王国全第一次在福州过年,他同样很看好大陆的文化教育市场,他在福州落地已有7、8年的时间,“觉得当初的选择是对的。”
王国全上个月刚和太太在福州成立了自己的琴行,工作室目前已有一两百学生。他告诉记者,今天和这么多台湾人在这里相聚,挺热闹的,很不一样的感觉,非常开心。“希望新的一年,能把这个项目做得越来越精致,成果越来越好。”
参与活动的闽台青年大合影。 郑江洛 摄在闽台家园平台负责运营的台青萧国佑接受记者采访时表示,借由这次活动,团队协作能增加大家的凝聚力和向心力,增加彼此的感情,让大家凝聚起来,更加熟识,事业上互相促进。他希望,疫情早日过去,两岸间能够早日更好互通,更多的台胞来到大陆这边发展。
最近萧国佑还忙着置办新家具、家电,准备入住福州市晋安区台湾社区一号楼公寓,作为首批45户台胞租户之一,他对新生活充满了期待,这比他之前租房节约八九百元。“能够减轻我们来大陆的生活压力,把有限的时间和资金,投入事业当中。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |