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
四川新春促消费:推出10亿元“大礼包” 强化春节市场供应******
中新网成都1月17日电 (单鹏)四川省人民政府新闻办17日在成都举行“欢乐川味年——品质消费 年味四川”新闻发布会。会上透露,为繁荣春节消费市场,四川政企同向推出春节消费“大礼包”:四川省计划投入10亿元,发动3万家企业,开展4000场活动。
据介绍,为促进消费回暖,去年5月,四川出台“消费6条”,鼓励四川市州面向餐饮、零售等受疫情影响严重的行业发放消费券。截至去年12月底,四川21个市州共计发放消费券13.8亿元,直接拉动消费171亿元,“总体看消费券作用还是比较明显。”四川省商务厅副厅长陈友清表示。
为促进消费复元活血,针对今年一季度季节性特点,配合“年味四川”氛围营造,四川省商务厅再次推出新一轮促进消费的五条政策,包括发放消费券,对汽车、家电家装进行购置补贴,在条件具备路段适当设置夜间临时停车点等具体惠民措施。
“‘消费新5条’含金量高、‘诱惑力’强,既有真金白银的投入,也有放开外摆摊位、临时停车限制等亲民便民举措;既有综合性普惠性的消费券发放,也有对汽车、家电、家居、餐饮等传统消费‘四大金刚’的聚焦。”陈友清表示,当前四川各地正在抓紧制订实施细则,预计今年一季度四川省财力将投入5亿元,合力提振消费信心。
今年春节期间,部分领域消费预计率先走热。万达商管四川分公司总经理边康宁表示,在零售方面,满足市民年货采购需求的零食、服饰、家居,以及犒劳自己和家人的数码、黄金珠宝都是春节前最早开始旺销的商品。
“从我们最近餐饮销售情况来看,已经基本恢复到2019年疫情前的水平。”据边康宁介绍,从上周开始,团年饭已经逐渐火热起来。此外在文化娱乐方面,今年电影和体验业态火爆,春节期间《中国乒乓》《流浪地球2》《满江红》等7部大片集中上映,14日部分电影已经开启预售,预售情况火爆。
同时,为强化春节市场供应保障,四川各级商务主管部门加强节日期间蔬菜、肉蛋等生活必需品市场监测,发挥四川2000多家应急保供骨干企业作用,加强货源组织、区域联保、物流配送,确保生活必需品供应不脱销、不断档。
成都农产品批发市场有限公司总经理王驭未表示,已提前组织商户加大货源储备,结合四川市民饮食喜好及近期时令产品,引导商户增加了进口海鲜、进口水果、香肠腊肉、干货副食等品类,丰富市民春节餐桌供应,现阶段市场日均可供应蔬菜超3200吨、肉类1000吨、水产海鲜1600吨,米面粮油储备约6000吨,各品类供应充足、价格趋于平稳。
四川省发改委副主任李明騄表示,近期加大市场监测力度,密切关注粮油肉蛋菜等重要民生商品市场供应和价格形势,启动节日期间应急监测制度,及时发现苗头性问题并作出安排。提前研判不利天气可能对重要民生商品生产流通的影响,认真查找保供稳价工作中的薄弱环节和风险隐患。强化储备调节,全面梳理本地成品粮油、猪肉等重要民生商品储备情况,根据市场价格形势变化择机投放,及时增加市场供应。及时足额发放价格临时补贴,鼓励有条件的地方向困难民众增发一次性补贴,积极保障困难民众基本生活。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)