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
央视春晚登场,绿媒又数上了:苏有朋、陈立农……5名台湾艺人登台******
【环球网综合报道 记者赵友平】除夕夜,央视总台春节联欢晚会晚8时登场,有哪些台湾艺人登上央视春晚舞台?岛内绿媒数上了。“三立新闻网”、《自由时报》均注意到,今年央视春晚名单中有5名台湾艺人登台,往年经常受邀登上春晚的萧敬腾、欧阳娜娜等,不在演出名单中。
21日、22日,岛内绿媒《自由时报》、“三立新闻网”先后刊发报道声称,“央视春晚5台湾人登台,演出名单竟未见萧敬腾、欧阳娜娜……”
《自由时报》称,根据大陆媒体报道,从央视公布的春晚演出名单可见有5名特别被标注“中国台湾”的台湾艺人与表演人员,其中较受关注的就是近期重返歌坛,积极参与大陆综艺节目的前“小虎队”成员苏有朋;其他4人分别为艺人陈立农、姜育恒,以及魔术师简纶廷与音乐剧演员赖多俐。
报道称,今年的春晚主题为“欣欣向荣的新时代中国,日新月异的更美好生活”,由苏有朋、成龙、赵丽颖、秦岚、白宇等人担纲开场演唱《花开种花家》。表演方面除了歌唱外,还包括相声、魔术、武术、民俗表演、舞蹈等综合内容。
此外,“三立新闻网”称,根据央视公开的春晚表演名单,由谭维维演唱的歌曲《百鸟归巢》则找台艺大毕业的硕士生赖多俐带头表演。魔术师简纶廷则是指导了岳云鹏、孙越的相声表演。
“三立新闻网”称,来自台湾的还有曾在大陆组成男团出道的陈立农,他与成龙、蒋依依等人合唱歌曲《青春向太阳》。而苏有朋除了开场曲外,也和曾在台湾出道64岁男歌手姜育恒共同演唱《跟往事干了好几杯》。报道称,姜育恒过去被封为“忧郁王子”,专辑《一个人》曾获得第3届金曲“年度专辑奖”,目前定居在马来西亚,“许久未露面又突然登上春晚也让粉丝相当惊讶”。
报道还声称,而过去几年经常登上春晚的萧敬腾、欧阳娜娜、张韶涵、杨宗纬、杨丞琳、潘玮柏、王心凌、吴建豪未出现在央视春晚名单,“引发外界讨论”。
报道提到,据悉萧敬腾现在人正在法国巴黎参加时装秀,今年同样因《披荆斩棘的哥哥2》爆红的吴建豪同样在巴黎参加时装周,而欧阳娜娜过年期间则返台陪伴爸爸,至于王心凌似乎目前在台湾。
对于台湾艺人在大陆参与春节演出,国台办发言人朱凤莲曾作出回应。她表示,春节期间,大陆各地举办丰富多彩的春节文艺演出活动,我们欢迎台湾演艺人员参加演出,也期待他们的精彩表现。她表示,春节是中华民族最重要的传统节日。两岸中华儿女共庆佳节,在祥和喜庆的氛围中感受两岸同胞血浓于水的骨肉亲情,感受中华民族大家庭的温馨温暖,是两岸一家亲的生动体现。(环球网)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)