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
古城绛州:淡雅墨香里的浓浓年味******
(新春走基层)古城绛州:淡雅墨香里的浓浓年味
中新网运城1月12日电 题:古城绛州:淡雅墨香里的浓浓年味
中新网记者 陆祁国
“虎步腾云追绮梦,兔毫泼墨绘宏图。”看到自己中意的这副春联书写完毕,在一旁等候的居民高兴得合不拢嘴。
诗词楹联学会会员原创春联,民众点选心仪的春联,书法艺术家现场挥毫。1月12日,山西运城新绛县龙兴广场,淡雅的墨香里透出浓浓的年味。
春联是中华民族独具特色的传统文化,写春联、贴春联不仅是一种民俗活动,更是赓续文化血脉、回味乡音乡愁的难忘符号。组织书法艺术家走上街头、走进村庄现场书写原创春联并免费赠送,是新绛县延续多年的文化惠民活动之一。
此前一天,“2023‘绛州古城中国年’写春联、送春联活动”正式启动。
“香透窗纱花映翠,人居福地寿延年”“绿染春光春染绿,歌飞岁首岁飞歌”……12日上午,新绛县诗词楹联学会会员周长胜原创的多副春联不时被民众“相中”。
84岁的周长胜系新绛县诗词楹联学会“元老”。为民众书写春联超过50年的他,至今仍坚持每年创作春联、书写春联。有时,他会专程前往距离县城几十里外的村庄为村民书写春联。
39岁的刘建国同系新绛县诗词楹联学会会员,自幼喜好书法。平时,但凡有人找他书写春联,无论工作多忙他都尽量满足。
青年志愿者走进农村发放春联。 陆祁国 摄起初,刘建国不会编撰春联,只能抄一些现成的内容。时间长了,他意识到一个问题:春联内容不能年年都是“涛声依旧”。如是,他对编撰春联产生兴趣。
“刚开始只是自己摸索,后来有幸得到(新绛县)诗词楹联学会老师指导,懂得了春联的平仄关系。”近年来,刘建国书写的原创春联受到很多人喜欢。
无联不成春,有联春更浓。新绛县诗词楹联学会会长朱青龙说,春联承载着民众对节日的祝福、对美好生活的向往,内容需要与时俱进,这是该学会多年来坚持原创春联的主要原因。
“今年,我们在原创春联中精选了169副,供民众点选。”新绛县文联主席兰秀艳介绍,这些春联的内容紧扣时代主题,既展现新绛历史文化底蕴,又立意高远、充满正能量,突出喜庆祥和春节气氛。
12日10时许,新绛县泉掌镇新庄村,新绛县委宣传部、共青团新绛县委组织的送春联活动同步进行。青年志愿者忙着把春联装进手提袋,村民排队领取。
79岁的村民卫建林系第四届运城助人为乐道德模范提名奖获得者,多年来坚持为村民免费书写春联。看到志愿者送来春联以及其他慰问品,老人非常高兴:“以前我给别人写,现在别人给我写,这个活动传承得很好。”
同日,一批装有绛州木版年画、福兔、福字、门画、窗花、春联的春节文化大礼包,也在派送中。
新绛县委常委、宣传部部长吴宏伟介绍,写春联、送春联活动将持续10天。其间,书法艺术家、青年志愿者将分头走进老城、新城、社区、农村送祝福、增年味。
2014年,新绛县荣膺“中国最佳楹联文化县”称号,“国字号”楹联文化品牌成为绛州古城靓丽的文化名片。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |