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
全国人大常委会党组举行会议******
全国人大常委会党组举行会议
学习贯彻习近平总书记重要讲话和中央纪委二次全会精神
栗战书主持并讲话
新华社北京1月11日电 中共全国人大常委会党组10日举行会议,学习习近平总书记在二十届中央纪委二次全会上的重要讲话和全会精神,结合人大工作实际,研究部署贯彻落实工作。全国人大常委会委员长、党组书记栗战书主持会议并讲话。
会议指出,习近平总书记在二十届中央纪委二次全会上的重要讲话,站在事关党长期执政、国家长治久安、人民幸福安康的高度,对坚定不移深入推进全面从严治党作出战略部署,重点围绕解决大党独有难题、健全全面从严治党体系、加强政治监督、推进作风建设常态化长效化、把纪律建设摆在更加突出位置、一刻不停推进反腐败斗争等提出了明确要求。要深入学习领会习近平总书记重要讲话精神,深刻领悟“两个确立”的决定性意义,增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”,全面贯彻落实党的二十大决策部署,把习近平总书记关于党的自我革命战略思想融入人大党的建设全过程,把履行管党治党政治责任作为最根本的政治担当,驰而不息正风肃纪反腐,不断提升人大党建工作质量和水平。
会议强调,要坚持党对人大工作的全面领导特别是党中央集中统一领导,任何时候任何情况下都要坚持党中央集中统一领导这一最高政治原则,始终同以习近平同志为核心的党中央保持高度一致,自觉把人大工作放在党中央工作大局中考量和部署。要坚持用习近平新时代中国特色社会主义思想凝心铸魂,继续在学懂弄通做实上下功夫,在结合实际创造性贯彻落实上下功夫,深刻把握其中蕴含的世界观和方法论,自觉运用贯穿其中的立场观点方法,把党的科学理论真正转化为指导实践、推动工作的强大力量,推进人大制度理论和实践不断发展。
会议指出,要健全完善党和国家监督体系,加强人大监督工作,推动党中央决策部署贯彻落实,保证宪法法律全面有效实施,保证行政权、监察权、审判权、检察权得到正确行使,保证人民权益得到维护和实现。要持续强化正风肃纪和反腐败斗争,时刻保持解决大党独有难题的清醒和坚定,时刻保持永远在路上的坚韧和执着,锲而不舍严格贯彻落实中央八项规定及其实施细则精神,把新时代党的伟大自我革命进行到底。
全国人大常委会党组副书记王晨,全国人大常委会党组成员张春贤、沈跃跃、吉炳轩、艾力更·依明巴海、王东明、白玛赤林、杨振武出席会议并发言。
《光明日报》( 2023年01月12日 03版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)