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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

久违的返乡:“都在庆祝团聚的不易”******

  中新网北京1月17日电(记者 袁秀月)2023年春节来得尤其早,进入1月份,在外的游子便陆陆续续踏上返乡的归途。

  这是疫情防控进入新阶段后的首个春节。官方预计,今年春运期间客流总量约为20.95亿人次,将比去年同期增长99.5%,恢复到2019年同期的70.3%。

  在这个春节,很多家庭实现了久违的团圆,人们带着期许迎接农历新年。

北京西站,返乡乘客带着行李踏上回家路。袁秀月 摄

  “庆祝团聚的不易”

  2023年春运第9日,作为北京客运量最大的火车站,北京西站迎来客流量攀升的一天。这天,全国铁路、公路、水路、民航共发送旅客4114.1万人次。

  53岁的李霞是这4114.1万分之一,她的目的地是四川宜宾。李霞在北京从事餐饮行业二十余年,对以前的她来说,过年回不回家都一样。“因为假期短,光路上都要两天两夜,花钱不说,来回跑还晕车难受。”

  年轻时她在外打工,两三年不回家过年是常事。父母也体谅,总是劝她别回了。前两年因为疫情,春节她都待在北京。然而前段时间,当李霞再次跟母亲说不回家时,母亲却有点不高兴。

  “她心里有点不舒服,她年纪大了,身体也不好,现在就盼着我回家,后来我说回家她才又高兴了。”李霞说,今年她身边在外打工的人基本都回家过年了,这次回去她要待个十几天,多陪陪母亲。

北京西站候车大厅。袁秀月 摄

  60岁的陈立强最牵挂的是孩子,他在北京做了二十多年的室内装修,往年他都正常回老家漯河过年,然而在外工作的孩子都不回来,家里人从来没凑齐过。今年一家人终于能一起过节,他特别高兴,还说今年过年会更隆重一些。

  早早回家过年的陈萌能明显感觉到,今年的年味儿更浓了。“因为都是好几年没回家,所以赶集买东西的人特别多,都是在庆祝团聚的不易,我家也比两年前过年多准备了些年货。”

  疫情期间,31岁的陈萌迎来身份的重要转变,成为了妈妈。孩子出生以来,一家人都没回家过年。今年春节,她和丈夫早早选择自驾从北京回许昌老家。这几天,老人特别开心,孩子也到处跑着玩。

游客在兔子形状的“许愿卡”上写下心愿为新年祈福。 汤彦俊 摄

  “最想念家乡的一碗米线”

  对于中国人来说,春节是一年中最隆重的节日,忙碌了一年的人们停下来休息,感受久违的团聚带来的喜悦,抚慰心中淡淡的乡愁。

  来自云南玉溪的罗鹏,来北京已有六七年。他和哥嫂在北京开了一家手工店,前两年他们都没回家过年,今年哥嫂仍待在北京看店,罗鹏一人坐上了回家的高铁。

  罗鹏说,他们老家过年有很多民俗活动,比如舞龙舞狮、踩高跷等,过年还要拜年、守岁、吃宵夜,非常热闹。但让他最想念的,还是家乡的一碗米线,在别的地方吃不到那个味道。

  进入而立之年后,父母一直操心罗鹏的人生大事,往年因为没回家过年躲过了催婚,他调侃,今年算是躲不过去了。

北京西站,返乡乘客带着行李踏上回家路。袁秀月 摄

  陈立强今年回家也有两件大事,一是看看6个月大的小孙子,回家前他特地在网上给孙子买了小汽车。二是小儿子今年过年要定亲,他得在家里好好张罗。

  他们老家的习俗是,当年定亲当年结婚,如果过年时定亲,年底结婚最好不过。现在老家办婚礼已没有限制,他想尽快把小儿子的婚事给定下来。

  对陈萌而言,这个春节没有特别的事要做,因为回家比较早,年货也是在家里置办的。她打算多回几趟娘家,多陪陪父母,珍惜跟家里人在一起的时间。如果有机会的话,一家人在老家拍个全家福。

北京南站候车大厅。袁秀月 摄

  新的期许

  三年间,新冠疫情反复延宕,让很多人认识到身体健康的重要性。在记者的采访中,多位受访者都表示,今年最大的好消息是“一家人都‘阳康’了”、“家里平平安安”、“家里老人身体健康”。

  “疫情三年,几多欢喜几多愁,每个家庭情况不一样。这三年间,我们家总体来说还算不错,家人都平平安安的,我已经挺高兴了。”陈立强说,干他们这一行的容易出意外,所以挣多少钱都没有平安健康地活着重要。

  李霞关心的还有她的工作,她透露,这几年,疫情对餐饮行业冲击比较大,“老板没有生意,员工就没有工资,钱有点不好赚”。随着疫情防控政策调整,餐饮业复苏回暖,他们的工作也渐有起色。

  同时,罗鹏的手工店生意也慢慢好起来,来店里的顾客明显多了,他希望明年的生意越来越好,最好能在北京开一家分店。

农历腊月二十四,春节前的最后一个周日假期,上海的商场、街头处处洋溢着红红火火的喜庆氛围,吸引了不少民众前来感受年味。 中新社记者 汤彦俊 摄

  2022年,张跃考上北京某大学金融专业的研究生。研究生阶段需要外出实习增加实践经验,但受疫情影响,实习机会减少。他希望,未来在实习就业方面能有一个比较好的结果。

  记者注意到,在17日的国新办发布会上,国家统计局表示,随着经济的好转,就业需求的扩大,岗位会相应增加,2023年我国就业形势有望总体改善。

  此外,有关负责人表示,随着疫情防控转入新阶段,各项政策不断落实落细,生产生活秩序有望加快恢复,经济增长内生动力将不断积聚增强。

  新年新气象,春节将至,过个好年、来年讨个好兆头,这也成为人们共同的期许。(应受访者要求,文中人名为化名)(完)

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