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
中国省级两会密集召开 班子换届 、拼经济等受关注******
(神州写真)中国省级两会密集召开 班子换届 、拼经济等受关注
中新社北京1月10日电 (记者 王欢)本周,2023年中国省级地方两会密集召开。时值换届,省级领导班子调整,以及各地如何规划新一年发展等,引人注目。
中国各级人民代表大会和人民政治协商会议被统称为“两会”。省级两会一般会先于全国两会在每年1、2月召开。2023年春节为1月22日,不少省份将两会召开日期定于节前的1月上中旬。
1月10日,上海市政协十四届一次会议开幕。 周孙榆 摄据中新社记者梳理,31个省份中至少有24个省份的两会锁定本周召开。1月10日为首波高峰,最早进入两会时间的省市包括上海、天津、广东、福建、四川、江西、河北、云南。
有多地人代会时间进行了调整,均安排在10日以后。西藏自治区人代会召开时间由原定的1月7日调整为1月13日。原定于1月5日召开的江西省人代会、1月9日召开的云南省人代会调整到1月11日召开。
今年省级两会上,各省份人大、政府、政协领导班子将完成换届,人事议题料将备受关注。
按照惯例,除北京、上海、天津、重庆、广东、西藏、新疆外,其他24省区市人大常委会主任均由省级党委书记兼任。截至1月3日,全国已有17位省级党委“一把手”调整。
政府层面,几位省级政府主官如无意外将在省级人代会上去“代”转正,如北京市代市长殷勇、陕西省代省长赵刚、山西省代省长金湘军、黑龙江省代省长梁惠玲,他们均于2022年下半年履新。
“跨省调任”近期成为中国政坛热词,多个省份陆续调整了省级政协党组书记。梳理媒体报道,吴存荣从重庆调任山西省政协党组书记;赵永清自宁夏赴贵州任省政协党组书记;曾在贵州任职的刘晓凯已任云南省政协党组书记。
此外,先后担任过北京市副市长、市委常委、市委副书记等职的张延昆转任内蒙古自治区政协党组书记;此前担任该职的李秀领转任北京市人大常委会党组书记。司法部部长唐一军任江西省政协党组书记;湖南省委原副书记朱国贤已任吉林省政协党组书记;湖北省委原副书记李荣灿已任海南省政协党组书记。
除人事外,各地如何拼经济也是关键议题。2022年中央经济工作会议明确指出,将“着力扩大国内需求”放在2023年经济工作五大重点工作任务之首,强调“要把恢复和扩大消费摆在优先位置”。各地省级两会必将密集点题拼经济、促消费,此前召开的地市级两会已提前透露出强烈信号。
北京市多个区级政府工作报告勾勒高质量发展经济的2023年路线图,释放大量投资、产业和商业机会;上海各区域聚焦互联网、生物医药、新能源汽车等“未来产业”,提出向实体经济下功夫,向创新产业要动能;广州市明确,要优化国际消费中心城市整体布局,加快推进地标性商业综合体建设;武汉市将扩大内需作为年度首要重点工作,欲“点燃大武汉消费热情”。
中国已步入对新冠病毒感染实施“乙类乙管”的疫情防控新阶段,多地口岸恢复通关、跨境旅游重新开通,省级两会如何结合各地实际统筹疫情防控和经济发展,推出地方发展新举措,外界亦拭目以待。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |