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
民进党当局禁大陆白萝卜等产品,被批“为报复而报复”******
【环球时报特约记者 程东】台湾出口到大陆的多项食品因未完成注册而陆续暂停后,民进党当局不但诬称大陆“突袭”,还禁止大陆白萝卜等进口。
据台湾《中国时报》15日报道,台“食药署”公布所谓“最新边境食品不合格名单”,多数是来自大陆的产品,包括半年内累计第20批“违规”的调味盒,6项农药超标的茉莉花、农药残留的白萝卜等。“食药署”北区管理局科长陈庆裕称,大陆出口食品容器已多次违规,自今年4月中旬起就针对此类批号采取百分之百逐批查验。“卫生福利部部长”薛瑞元14日还声称,“它就农药超标,你还要让它进来吗?”
国民党党团总召集人曾铭宗认为,台当局公布的时机敏感,担心大陆采取更多的措施。国民党“立委”李德维直言“不要为了报复而报复”,而台方报复对岸是对台湾不利,因为大陆购买台湾的产品居多。台湾淡江大学外交与国际关系学系荣誉教授陈一新15日撰文称,大陆早在2021年就针对进口食品的境外生产企业制定规范,要求各方配合,并非针对台湾,日本因为提早应对,出口大陆产品反而比前一年增加30%。台湾则因“九合一”选举忙成一团,时任“卫福部部长”的陈时中又落跑参选台北市长,造成很多产品因违反大陆规定而不能销售到对岸。这次风波暴露出台方处理两岸关系的一些严重问题。大陆每次禁止台方销售农渔产品到对岸,都有凭有据。而蔡英文当局除了谩骂之外,拿不出任何解决之道。文章称,民进党过去动辄批评ECFA(海峡两岸经济合作框架协议)是“糖衣毒药”,但在执政后含住这个“奶嘴”不放。蔡当局还成天担心大陆随时会撤销ECFA,让岛内经济蒙受重大损失。台湾通过ECFA每年从大陆赚进巨额外汇,却经常抨击大陆,还用“抗中保台”挑起两岸矛盾。陈一新直言,“一面拿人好处,一面还要骂人,更无视人民的需要,置人民福祉不顾,不仅失格,也非为政之道”。(环球时报)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |