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
人民日报仲音:三年抗疫,中国价值彰显初心恒心******
三年抗疫,中国价值彰显初心恒心
仲 音
基层医疗机构实行诊疗情况日监测、日调度、日报告制度;扩充120转运能力,增加电话接听坐席,做好重症患者的转诊和转运工作;对农村地区老幼病残孕等重点人群,落实包保联系制度……春节期间,大批抗疫工作者坚守一线,为人民群众筑牢健康防线,用行动践行着人民至上、生命至上的理念,成为我国抗疫实践的生动缩影。
“生命重于泰山。”把人民生命安全和身体健康放在第一位是我国制定疫情防控政策的首要考量,也是衡量疫情防控成效的重要标准。三年来,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,我们始终坚持人民至上、生命至上,有效应对了全球五波疫情流行冲击,避免了致病力相对较强的原始株、德尔塔变异株等大范围流行传播,这对于一个拥有14亿多人口的大国来说实属不易。春节前夕,习近平总书记视频连线看望慰问基层干部群众,向黑龙江省哈尔滨医科大学附属第一医院的医护人员询问防控措施优化调整后发热门诊接诊、重症救治、药品配备和患者康复等情况,仔细询问福建省福州市社会福利院生活和医疗条件、疫情防控和老年人疫苗接种情况……声声关切,体现了党中央对人民群众生命健康的深深牵挂,彰显了我们党以百姓心为心,与人民同呼吸、共命运、心连心的初心与恒心。
人民至上、生命至上,这是中国三年抗疫的坚定遵循,是中国伟大抗疫斗争的真实写照,更是中国共产党对亿万人民的庄严承诺。“在保护人民生命安全面前,我们必须不惜一切代价”,面对疫情延宕,不断提升分区分级差异化精准防控水平,从严从细筑牢疫情防控屏障,经受住一轮又一轮严峻的疫情考验;集中收治的新冠患者治疗费用由国家承担、全民免费接种疫苗、新冠治疗药物纳入医保,国际医学期刊评价“巨大公共卫生投入,挽救了成千上万人的生命”……从突发疫情应急围堵,到常态化疫情防控探索、全方位综合防控,三年抗疫,我们以非常之举应对非常之事,全力保障了人民生命权、健康权。在全球人类发展指数连续两年出现下降的情况下,中国人类发展指数排名提升了6位。
综合评估病毒变异、疫情形势和我国防控基础等因素,今年1月8日起,我国将新冠病毒感染调整为“乙类乙管”。“乙类乙管”不是放任不管,而是将防控重心从防感染转移到医疗救治上来。各地区各部门全力扩大医疗服务供给,增加相关药品供应;通过上级医务人员下沉、巡诊、组建流动小分队等多种形式,增加基层医务力量;对老年人、孕产妇、儿童等重点人群提供分级管理和服务……积极应对、主动作为,疫情防控措施因时因势优化调整,各项工作细而又细、政策措施实而又实,构筑起保健康、防重症的坚实防线,为人民生命安全和身体健康保驾护航。
回顾三年抗疫,人民至上、生命至上,既是一以贯之的价值理念,也是保持战略主动的力量之源。当前,疫情防控进入新阶段,始终坚持人民至上、生命至上,坚持科学防治、精准施策,切实做好重点机构、重点单位、重点人群的防控,统筹各种医疗资源,保障好群众的就医用药需求,补齐农村地区疫情防控的短板,就一定能呵护好亿万人民的生命健康,最终赢得抗击疫情的全面胜利。