点击右上角
微信好友
朋友圈
请使用浏览器分享功能进行分享
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
身披白袍似战甲：“手术刀”谱写生命华美乐章******
中新网湖州2月3日电(施紫楠 张璐)“阿福医生，你现在可成了‘大明星’了，上春晚感觉怎么样啊？”“阿福医生，年三十那天，我可特意等着看你呢！”3日，回医院上班的第二天，彭福生还是会收到身边同事和患者们的关心。
面对大家的各种问题，好脾气的彭福生笑着一一回应，“‘明星’就算了，手术台才是我的主舞台。”
今年42岁的彭福生，是浙江省湖州市中心医院泌尿科的一名医生，也是全国各行各业百姓歌手、湖州卫健人、“手术刀乐队”的代表。兔年除夕夜，他参与央视春晚合唱节目《早安，阳光》的演出。
彭福生出生在广东揭阳一个医学世家，爷爷是皮肤科医生，奶奶是妇产科医生，父亲是中药药剂师，亲友也多为医务人员。从小，他就立志当一名医生，拿起手术刀，悬壶济世。
彭福生(左二)和“手术刀乐队”成员一起排练 受访者 供图“在我的儿时记忆中，那一袭白衣是最亲切的。”同时，音乐也是彭福生的梦想。他爱听黄家驹，最爱《再见理想》。大学时，除了求学，他也会参加很多演出，追逐自己的音乐梦想。
如果说少时，彭福生喜欢的是舞台上的澎湃，聚光灯下的闪耀；那么长大后，他爱上的则是歌词里的生命，舞台下的青春。他说，学医是始终未变的初心，音乐也是坚持不变的梦想。
“我明白能有机会登上央视春晚，不是因为自己有多特别，而是因为身上的这一袭白衣，和‘手术刀乐队’10年来的坚持以及医院对我们的全力支持。”彭福生说，疫情防控这几年，医务人员的辛苦与付出，大家都看在眼里。
“其实这个机会可以说是大家让给我的，所以我也特别珍惜和感激。”彭福生回忆，因为当时只有一个名额，大家在考虑演出需要、工作实际、家庭情况等综合因素后，选择他成为那个“幸运儿”。
“手术刀乐队”成员合影 受访者 供图成立于2012年的“手术刀乐队”，成员主要来自湖州市医疗系统。队长兼鼓手童涌是湖州市中心医院感染科医生，彭福生是贝斯手，唱和声，有时也客串吉他手和主唱。
10多年来，乐队不仅举办过专场演唱会，也常去各个公益舞台一展风采，并一直尝试做原创音乐，把生活中的经历写进歌词，已创作出《拥有爱》《不是无所谓》《路》《梦想启航》等20余首原创作品。
其中，《拥有爱》是乐队的代表作之一，正是由彭福生作词作曲。
“我有一件大衣，一尘不染洁白如玉，披在我身重有千斤，一直坚持不言放弃。不管危险荆棘，就算进入黑暗世纪，不会忘记最初誓言，永远记得壶悬世济……”这是彭福生最喜欢的一段歌词。
“这首歌创作于疫情防控期间，也许不能和专业的词曲比，但每一字每一句都是源于生活，希望能给身边的人带去力量。”彭福生说，一路走来，他才慢慢发现，生命才是那一曲最华美的乐章。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
大发平台地图 |
)