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
村里开起“议事会”:“村BA”火了,下一步咋干?******
新时代新征程新伟业|村里开起“议事会”:“村BA”火了,下一步咋干?
新华社贵阳11月25日电题:村里开起“议事会”:“村BA”火了,下一步咋干?
新华社记者蒋成
“希望‘村BA’能实实在在地带动村子发展”“能不能开好赛事,同时也做点青年培训”……初冬时节,天气转寒,贵州省黔东南苗族侗族自治州台江县台盘村村委会会议室里的讨论气氛却非常热烈。
11月16日一大早,台盘村迎来一批特殊的客人——学习贯彻党的二十大精神贵州省委宣讲团。上午10点,宣讲会准时开始,20多位村民代表和宣讲团成员面对面直接交流。
会议室外的村委会大院,围着一处宽阔的篮球场。“现场亲眼看过‘村BA’的球场,火热的篮球征战场面还历历在目啊。”贵州省委宣讲团成员、省委宣传部常务副部长谢念以此为话头开场。
台盘村是一个苗族村寨,全村272户1186人,92%是苗族。今年夏天,由当地村民举办的乡村篮球赛由于观众氛围异常火热,引起网络关注,被网友亲切地称为“村BA”。
“2020年,台盘村71户294人贫困人口全部脱贫。如今,台盘村又迈出了乡村振兴的新步伐。我们今天就一起从党的二十大报告里找一找咱村未来发展的‘指南针’。”谢念结合入村所见,将报告中与台盘村息息相关的内容进行了逐条阐释,“‘促进群众体育和竞技体育全面发展’‘全面推进乡村振兴’‘统筹乡村基础设施和公共服务布局’……报告里这些重要部署,就是贵州省、台江县、台盘村发展的新思路、新契机!”
村民们听得聚精会神,而当宣讲团讲到“如何将党的二十大精神贯彻落实到台盘村”时,大家讨论的热情高涨。
今年38岁的村民岑江龙是台盘村篮球协会会长,也是乡村篮球赛的组织者之一。听了宣讲,岑江龙深有感触地说:“我们村有浓厚的体育文化,这些年一直举办乡村篮球赛,下一步咱们怎么能把体育做成突破口让村子富起来?”
针对这个问题,一同前来宣讲的台江县委书记陈震接过话茬。他说,近些年,台盘村依托乡土体育文化和少数民族文化,加强体育与旅游的融合发展,是一条很好的路子。现在台盘村的“村BA”就是一块好招牌,今后台盘村可以继续办好篮球赛事,发展休闲旅游,也可以探索青少年篮球研学、培训等,带动周边餐饮、住宿产业发展,让老百姓的腰包鼓起来。
感受到交流的坦诚氛围,60岁的村民李正奎也讲出自己的担忧和期盼。“村BA”火起来以后,游客一下子增加了,但村里还没有像样的民宿、宾馆,基础设施也不健全。李正奎说:“希望‘村BA’能实实在在地带动村子发展,把绿化、亮化搞一搞,开几家具有咱们苗族风情的民宿,让游客有个休息的地方。”
在篮球场附近开饭店的杨斌也有自己的盘算。今年七八月份举办“村BA”的那段时间,杨斌店里的生意非常好,但是比赛结束后就没了客人。“现在一年到头只能做两个月的热闹生意,比赛能不能长期办?这样我们开饭店也有固定客源。”杨斌说。
对村民提出的意见和想法,宣讲团成员和当地干部仔细记录,逐一进行解答。
“比赛火热起来以后,有很多问题应该提上日程。党的二十大提出,统筹乡村基础设施和公共服务布局,建设宜居宜业和美乡村。县里给我们村定了发展的方向,就是全力打造以‘村BA’为核心的农文旅体融合示范区,让和美乡村的目标更加清晰。”台盘村驻村第一书记张德说。
对村民关心的普遍性问题,宣讲中也给予了回应。“比赛火爆也暴露出球场观众席、卫生间、停车场等不足的短板。咱台盘村先后召开4次村民代表大会进行讨论。根据村民意见,篮球场基本保持原味呈现,只在安全性、舒适性上做了加法。”张德边说边打开手边的工作手册,把下一步争取申办贵州省乡村篮球赛决赛,以及村里将发展枇杷、金秋梨、黄牛等产业的计划等向村民代表和盘托出。
他认真细致的回答换来在场村民的频频点头和阵阵掌声。近两个小时的宣讲会在愉快的氛围中结束,一些村民不愿离去,继续与村干部畅谈着台盘村的未来。
临近中午,天气更晴,球场上洒满阳光。从村委会会议室望出去,刚改扩建完成的“村BA”篮球场面貌焕然一新,更衣室、卫生间、沐浴室、会客间一应俱全……这一切仿佛正在等待着一场规模更加盛大的赛事到来。(新华网)