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一分快32023-01-31 16:05

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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

台湾爱国组织联署反对麦卡锡赴台制造台海危机******

  中国日报1月31日电(记者 张怡) 由台湾劳动党、统一联盟党等20多个岛内爱国党派、团体组成的"两岸和平发展论坛"30日发表声明,反对美国众议院新任议长麦卡锡赴台制造台海危机,呼吁争取台海和平的一线可能。

  据媒体报道,麦卡锡将于4月窜台,对此,"两岸和平发展论坛"发表题为"反对麦卡锡来台,化解危机人民自救"的声明,称倘若麦卡锡真的来台湾,大陆势必将被迫采行更加强烈和直接的反制措施,届时恐怕将引爆第五次台海危机。

  声明表示,去年佩洛西窜访台湾,完全没有给台湾人民带来任何好处,反而给台湾带来了动荡和不安。当时中国大陆军演从六个方向将台湾全面围岛,解放军首次进入台湾24海浬的海岸线内,常规飞弹首次穿越台湾,首次在台湾以东设置靶场,两岸军舰在高雄外海对峙最近距离甚至只有不到200公尺。受军演反制的冲击,共有18条民航航路受影响,数百架次航班需要绕道。在演习结束后,两岸兵凶战危、军事紧张常态化迄今仍未降温。

  然而,因佩洛西来台湾而导致两岸关系紧张所造成的负面后果,却完全由台湾民众承担,佩洛西则只是一昧向台湾推崇美国国会通过的《芯片法案》,声称将推动美台之间的半导体芯片合作,导致台积电于当年12月赴美设立5纳米先进制程晶圆厂,大量台湾顶尖工程师和家眷举家搬迁至美国,严重造成台湾产业健康发展的隐患。佩洛西来台湾除了造成台海军事动荡,甚至还进一步掏空台湾。

  "两岸和平发展论坛"在声明中指出,麦卡锡自诩为美国国会抗中议员的领袖,为了领导美国国内所谓的"抗中派",到台湾来表演一场,可以凸显其所谓强硬"挺台"与"抗中"的姿态,骗取在美国的选票和政治资本。届时麦卡锡为美国军火商游说台湾,要求台湾购买更多美国的昂贵军火也不无可能。麦卡锡为了个人政治利益,不惜牺牲台湾、再次制造台海危机。有媒体引述军事专家观点,认为此次大陆的反制措施将会"更加全面震撼",届时台海两岸和各方相对应的剧烈军事行动,一不小心便很有可能出现擦枪走火。

  声明指出,不论是佩洛西还是麦卡锡,来台做秀一场对台湾人民只有百害而无一益,只会给已高度紧张的台海局势火上浇油。去年有近三分之二台湾民众不欢迎佩洛西来台做秀,然而不论是执政的民进党还是在野的国民党,都不敢正面拒绝美国政客来台。"两岸和平发展论坛"郑重呼吁,台湾不应当美国棋子,不应做美国政客的造势工具。

  声明称,两岸分隔的局面是上世纪内战遗留下的历史问题,结束两岸敌对关系、完成国家统一是中国的内政,要求两岸和平交流与共同发展也是两岸同胞的共同愿望。面对兵凶战危的非常时刻,抢救和平、化解迫在眉梢的危机,是两岸同胞共同的利益和责任。为此,"两岸和平发展论坛"在全台湾发动联署,唤醒台湾人民的危机意识,汇聚强烈不满的民意压力,强力反对麦卡锡来台制造台海危机,以争取台海和平的一线可能。

  (中国日报网)

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