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
十二届云南省政协共收到提案4160件 助推该省高质量发展******
中新网昆明1月10日电 (记者 韩帅南)记者从10日开幕的中国人民政治协商会议云南省第十三届委员会第一次会议上获悉,五年来,十二届云南省政协共收到提案4160件,经审查立案3816件。目前提案已全部办结,为推动云南省经济社会高质量发展作出积极贡献。
大会上,十二届云南省政协主席李江作政协云南省第十二届委员会常务委员会工作报告。她表示,十二届云南省政协先后围绕铸牢中华民族共同体意识、自然保护地体系建设、高黎贡山生物多样性保护、美丽县城建设、推进中老铁路沿线产业发展、提升口岸城镇功能、加快边贸创新发展等议题,开展深度调研,组织深入协商,提出了一批有价值、有影响的意见建议。
李江称,十二届云南省政协连续5年把脱贫攻坚、乡村振兴作为重要议题,通过常委会议进行专题协商议政,为省委、省政府决策施策提供多角度、系列化的参考意见。针对营商环境优化、新型基础设施建设、城市黑臭水体治理、良种繁育基地建设、旅游市场整治、长征文化挖掘保护与宣传、职教园区发展、自由贸易区建设、边境小康村建设等议题,通过专题调研视察等发现问题、提出建议,起到了以协商促改进、以监督助落实的作用。
值得一提的是,云南省政协切实以数字化赋能政协协商。2019年以来,云南省政协年度重点协商议题实现了网络议政全覆盖,共组织开展远程协商20多次、网络议政100多次,切实把数字技术的即时性、开放性特点与政协协商的广泛性、互动性特色有机结合起来,进一步提升了协商实效。
十二届云南省政协副主席高峰在大会上作政协云南省第十二届委员会常务委员会关于提案工作情况的报告。他表示,在3816件提案中,各民主党派云南省委、省工商联、有关人民团体和省政协各专门委员会集体提案906件,占23.7%;委员提案2910件,占76.3%。
高峰称,五年来,在经济建设方面,围绕贯彻新发展理念、制定实施“十四五”规划、促进对外开放、推动经济高质量发展等方面提出提案1726件。在政治建设方面,围绕发展社会主义民主政治、全面依法治省、民族团结进步示范区建设等方面提出提案254件。在文化建设方面,围绕坚定文化自信、弘扬优秀传统文化、加强基层公共文化建设、促进文旅融合、推动社会主义文化繁荣发展等方面提出提案342件。
在社会建设方面,围绕打赢脱贫攻坚战、巩固脱贫攻坚成果、推进乡村振兴、保障和改善民生等方面提出提案1024件。在生态文明建设方面,围绕持续治污节能、改善生态环境、推动绿色低碳发展、创建生态文明建设排头兵等方面提出提案314件。疫情发生以来,围绕统筹推进疫情防控和经济社会发展等方面提出提案156件。
“十二届云南省政协圆满完成使命,十三届云南省政协已经扬帆起航。”大会上,李江对新一届政协工作提出建议,要深入学习贯彻中共二十大精神,聚焦党委政府中心任务协商议政,广泛凝聚新时代云南社会主义现代化建设正能量,持续加强政协履职能力建设。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() ![]() 盈彩地图 |