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
以瞬间定格2022年的多样成都******
作者:钟茜妮
在文字产生以前,远古时代的人类用“结绳记事”来抵抗时间的荒芜,大大小小的结是古人回忆过去的唯一线索。在信息爆炸的今天,新闻承担起铭记时代的功能。
岁末年终,当我们再次亲临那些新闻现场,一个多重的成都扑面而来。在成都人挺身而出的英雄气里读懂平凡之善,在神舟飞天的壮阔时刻读懂“国之大者”,在疫情反复中读懂守护与温暖……它们或是一个成都人鲜活生动的故事,或是一群成都人秉承的价值理念和人生态度。
时光浩荡前行,每个努力生活的人,都在书写城市的未来。
燃:“高光时刻”背后的“奋起一跃”
这一年,成都有着许多“高光时刻”。
2022年是中国航天的“超级大年”。神舟飞天、夸父追日、墨子传信、天宫入轨……一个个重大航天项目在无垠的宇宙书写着中国式的独特浪漫,更长远的探索计划蓄势待发。这场飞天追日的逐梦之旅中,“成都造”始终是航天强国版图中不容忽视的一块拼图。位于成都的中国电子科技集团公司第十研究所贡献了多项设备与系统。“勇于创新、敢于胜利!”中国电科首席专家柴霖说,这是中电十所“十年磨一剑”锤炼的精神,也是“成都造”崭露头角的原因。
世界杯引爆的热潮方兴未艾,冠军便与成都来了场“互动”。12月22日,外交部消息,我国政府与阿根廷共和国就阿根廷在成都设立领事机构达成协议,同意阿根廷在成都设立总领事馆,这是阿根廷继上海、广州之后在中国内地设立的第三家总领事馆。
10月初,第五十六届世界乒乓球团体锦标赛在四川成都落幕,高水准的比赛内容和办赛工作收获各方赞誉。“在这个美丽的球场里,你们让所有不可能变得可能。”国际乒联主席佩特拉·索林赞叹。中国乒乓球协会主席刘国梁接受采访时难掩激动:“大赛成功举办很不容易,这是激动人心的一刻,是伟大的一刻,也是载入史册的一刻。”
面对复杂严峻的国内外形势和多重超预期因素冲击,成都统筹疫情防控和经济社会发展,加速释放经济活力。回望这一年,为神舟飞船护航的创新成都、“出海热”背后的开放成都、“新铁人三项”背后的活力成都……从不同角度折射出成都敢于啃硬骨头、敢于涉险滩的勇气,也饱含着主动求变、守正创新的创造力。
“高光时刻”背后,是默默努力、积蓄力量之后的“奋起一跃”。
拼:守护市场商户、万家灯火的攻坚战
7月29日晚,两辆共载有1243张床垫的货车从位于成都崇州的厂房出发驶向成华区。此时,成华区正受到疫情冲击,谁提出了1243张床垫的需求?答案是19家成华区工业企业。
疫情要防住,经济要稳住,发展要安全。成都创新常态化疫情防控下经济发展模式,强化产业链供应链保障,努力把疫情对经济社会发展影响控制在最小范围。为保障员工及企业需求,成都市区两级经信系统收集并协调解决闭环生产企业物资、用电用水等问题。
市场主体是经济发展的“主引擎”,稳住市场主体就稳住了经济基本盘、稳住了民生。2022年夏天以来,成都接连经历疫情反复、高温限电等不确定因素的影响,千方百计保持经济稳定运行,助企纾困解难。成都着眼于行业领域、工厂车间的运行,也着眼于市场商户、万家灯火的温度。
回溯这一年,成都市各级部门和区(市)县兵不卸甲、马不离鞍,积极开展重大项目攻坚大会战和招商引智优化营商环境行动。空中客车飞机全生命周期服务项目落户双流、亿纬锂能加码经开区、蜂巢能源牵手东部新区;京东方成都车载显示基地项目、字节跳动西部中心、茂绿建智慧能源中心陆续开工……从2021年冬天到2022年春夏,一个个大项目纷至沓来,一个个“链主”企业接踵而至,一个个项目破土动工。到秋冬时节,奋战四季度、冲刺一百天的劲头更是在成都的大地上涌动。
鸣笛启程!一条穿山跨河的铁路大动脉横跨成昆。12月26日,新成昆铁路投入运行,成都至西昌、攀枝花、昆明列车旅行时间大幅压缩,这将是“一带一路”建设中连接南亚、东南亚国际贸易口岸的又一重要通道。
12月23日,簇新的凤凰山体育公园,在山呼海啸的“雄起”声中迎来首秀。2022中超联赛第32轮成都蓉城主场对阵中超领头羊武汉三镇,三万多张门票一抢而空,“赛事回来了”“成都回来了”,热情的观众用豪情万丈的口号向外界证明:成都的经济生活秩序回来了!
11月底,天府国际会议中心,全球规格最高、规模最大、影响力最广的新型显示领域盛会在蓉开幕。借全球大会的平台,成都制造的“显示度”不断擦亮。
这一年,成都走出坚韧、走出奋发,也走出直面问题、迎难而上的勇气。
暖:有一种温度叫成都
这一年,还有一些温暖的时刻和值得铭记的面孔:他们是危急关头奋不顾身的救人英雄;是与病毒无数次过招的病毒“捕手”;是24小时与千万市民保持通话的人。
2022年6月18日早晨,一辆白色厢式货车,在成都三环路金牛立交至交大立交内侧主道,冲上绿化带,与一根监控电线杆相撞。司机被困,车辆很快冒烟起火,情况危急。紧要关头,过往的车辆一辆辆停下,施救的人们一个接一个地向浓烟四起的事故车跑去,灭火器从各个方向传递而来……众人合力之下,司机最终成功得救。这是陌生人给予的友善,是危机时刻的英勇挺身,也是拯救生命的团结一致。
或许有人会问:与城市的宏观政策相比,这不是一件小事吗?其实,于微小露珠中折射彩虹,平凡之善反映的却是背后的不平凡之城。
艰难的日子里,总有一群人在默默守护城市。“您好!成都12345热线,请问有什么可以帮您?”在超过2000平方米的热线接听中心里,电话铃声此起彼伏。每天近200人在岗,7×24小时在线,日均2万余通电话接入,这里常年与千万人“保持通话”。2022年,这里异常繁忙。多轮疫情、夏季高温等投诉和问询,以及所有关乎市民生活的大小事……这是成都市民最熟悉的民生热线。
城市安全运行,因为这群人始终坚守岗位。159679名微网格员先后参与了社区燃气安全入户排查“敲门行动 ”、迎峰度夏电力保供节电宣传、文明典范城市创建志愿服务等重大专项工作,采集涉民生、安全等领域基础信息1232万余条,今年以来,已报送预警性事件200余万件,建立起全成都2100万人口基础信息底座。
一座城市的文明高度在于每一个人的文明程度,“平凡英雄”亦来自成都市民这个集体,是2100万人中的普通一员。成都要一步步地从“文明高地”迈向“文明高峰”,靠的是他们,更是他们身后的每一个人。
跨越时间的湍流,与成都,向未来。(钟茜妮)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)