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
华媒:希腊华侨华人热议二十大 愿做好“双向桥梁”******
中新网10月17日电 据希腊《中希时报》报道,在中国共产党第二十次全国代表大会召开之际,多位旅居希腊的华侨华人表达了他们的期盼、祝福和对未来的展望。
希腊中国和平统一促进会会长吴海龙表示,热烈庆祝中共二十大胜利召开。我们华侨华人虽然身处异国,却始终与祖(籍)国心连心、同频共振,我们高度关注并祝贺中共二十大圆满成功。希腊中国和平统一促进会坚定不移地维护一个中国原则。今后将更紧密地团结各界侨胞,加强与希腊主流社会沟通,为实现中华民族伟大复兴贡献力量。
希腊《中希时报》总编辑汪鹏表示,《中希时报》将客观详实地宣传报道中共二十大,向当地社会讲好中国故事,发好中国声音,全面搭建“双向桥梁”,进一步展示真实、立体、全面的中国。同时,也希望中希两国以建交50周年为契机,巩固传统友谊,拓展务实合作,深化人文交流。
希腊中国福建总商会会长陈华美表示,中共二十大召开,我倍感欢欣鼓舞。今年又喜逢中希建交50周年。我们将借这个巨大的契机,为中华民族伟大复兴,为促进中希两国经贸合作、文化交流贡献侨智侨力。
希腊华侨华人总商会会长徐伟春表示,中共二十大报告中,提到加强和改进侨务工作,形成共同致力民族复兴的强大力量。这样有力量的语句,深深温暖海外侨胞的心,让我们和祖(籍)国荣辱与共。在今后的日子里,我们会在各自的专业领域和能力范围内,助力祖(籍)国建设发展。
希腊华侨华人总商会执行会长李昂表示,中共二十大在北京召开,是一件大事、喜事、盛事,我们海外侨胞都非常激动、非常关注。中国的飞速发展让我们感到特别的自豪。海外侨胞要发挥好自身优势,做好桥梁纽带,让世界更好地了解中国。
希腊华人华侨福建联合总会会长陈锋表示,中共二十大的召开,让中国迈出的步伐更稳健,让世界看到了一个更加强大的中国,也让世界看到了中国决心和心怀包容的气度。我们将一如既往发挥海外侨团的独特优势,进一步促进国与国之间民间交流,讲好中国故事,传播中国声音,共同发展、合作共赢,为推动构建人类命运共同体而努力。
中希友好华侨华人协会廖贤钰指出,在国际局势复杂动荡的大背景下,中共二十大意义更显特殊和重大,也因此举世瞩目,万众期待。中国将坚持以中国式现代化实现中华民族伟大复兴,继续积极推动构建人类命运共同体,以中国新发展给世界带来新机遇,为世界和平与发展和人类文明进步贡献智慧和力量。这是中国之福,也是世界之幸。
希腊闽商总商会会长陈千枝表示,中共二十大指明了未来的发展方向。当今世界正经历百年未有之大变局,中国的发展势不可挡,中华民族伟大复兴的梦想比任何时候都更加接近。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)