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
福建龙岩推进“老区+湾区”深度合作******
中新网龙岩1月4日电 (记者 张金川)“老区不老,风华正茂。”福建省龙岩市市长胡盛4日表示,全力以赴把老区建设得更好,让老区人民过上更好生活。
当天上午,龙岩市六届人大二次会议开幕,胡盛向大会作政府工作报告。他指出,过去一年,是龙岩发展进程中极不寻常的一年,国家出台《闽西革命老区高质量发展示范区建设方案》,为龙岩推动老区苏区振兴发展指明新的方向、注入强大动力。
地处于福建西部的龙岩,通称闽西,是享誉海内外的“客家祖地”。当前,全面启动与广州对口合作,7个县(市、区)与广州11个市辖区建立结对合作关系,对接融入粤港澳大湾区取得历史性突破。
官方数据显示,截至目前,龙岩已通过《龙岩市建设闽西革命老区高质量发展示范区行动方案》,明确示范区建设六个方面23项重点任务。争取国家基础设施投资基金12亿元,专项债资金104.8亿元,预算内资金11.4亿元。
龙岩市六届人大二次会议现场。 张金川 摄“抢抓三大机遇,发挥四个优势,重点打好五张牌,着力推动高质量发展、创造高品质生活,加快建设闽西革命老区高质量发展示范区。”胡盛表示,龙岩推进“老区+湾区”“老区+特区”深度合作,积极融入国家区域战略布局,深入拓展与广州对口合作,建立完善高层互访、部门交流、县区对接等机制,推动产业对接等机制,推动产业发展、基础设施、民生事业等多层次实质性合作。
胡盛所说的“抢抓三大机遇,发挥四个优势,重点打好五张牌”,是于2022年12月龙岩市委六届五次全会提出的。三大机遇:中央支持革命老区振兴发展、中央支持闽西革命老区高质量发展示范区、融入粤港澳大湾区带来的机遇;四个优势:红色优势、绿色优势、古色优势、特色优势;五张牌:革命老区牌、绿色生态牌、特色产业牌、对外开放牌、大爱龙岩牌。
胡盛还表示,要加快龙岩与粤港澳大湾区产业合作试验区建设,构建“1+8”产业协同发展平台,推行“飞地经济”等合作新模式,主动承接大湾区创新资源、优势产业辐射,努力打造国家级承接产业转移示范区。深化与厦门山海协作,谋划推进厦门龙岩中心等标志性区域合作项目。
如何加快闽西革命老区高质量发展成为今年该市“两会”期间的热点话题,该市人大代表、政协委员纷纷建言献策。
澳门闽西同乡总会会长张森华认为,当前,粤港澳大湾区正在加快制度创新和先行先试,围绕打造具有全球影响力的国际科技创新中心、“一带一路”建设的重要支撑、内地与港澳深度合作示范区战略定位全力冲刺,致力引领国家新一轮开放创新。
“需加快打造由城投、园区、基金等构成的多元协同招商体系,把‘平日功夫’‘项目对接’做深做实。”张森华建言,龙岩可在深圳、广州、东莞、中山、横琴粤澳深度合作区创建跨区域对接平台(科创飞地),促进跨区域资源嫁接合作。
张森华称,应加强与粤港澳等地创新园区、产业园区的战略合作,利用粤港澳地区创新优势、资金优势、管理优势,引入一批国际国内园区运营机构和品牌;推动政府基金与粤港澳地区政府和市场基金的开放合作,打造“基金+基地”“股东+房东”多元支撑体系。
“国有资本是推动经济高质量发展的重要力量,其中产业股权投资基金对推动实体经济发展扮演不可替代的角色。”致公党龙岩市委会专职副主委柯添英建言,应深入对接广州国有资本,助力龙岩产业发展。(完)
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