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
直击广西梧州春运返乡路:“摩托大军”渐渐淡出春运史******
中新网南宁1月19日电 题:直击广西梧州春运返乡路:“摩托大军”渐渐淡出春运史
作者 蒋雪林 林洁琪
“原以为今年中国优化疫情防控政策后,返乡摩托车会多一些,现在看来,‘摩托车大军’将淡出春运史。”广西梧州市公安局交警支队高速公路管理三大队教导员邹丹在接受中新网记者采访时说。
邹丹已连续10多年参与“摩托大军”春运服务保障。她和李子郁、李金兰三人,十多年来,每年都会到广西梧州市东出口春运服务站,服务过往的返乡“摩托大军”。
2008年,时任梧州市交警支队副支队长的李子郁,负责协调组织在321国道省际卡口设立春运服务站。
把驾驶摩托车返乡当成乐趣的年轻骑手停靠梧州东春运服务站拍照留念。李子郁表示,在粤务工人员驾驶摩托车返乡开始于2000年左右,当时几千元人民币一辆的摩托车进入普通中国家庭,由于火车票不好买,农民工只好驾驶摩托车返乡。2008年“摩托大军”开始形成规模,当年过境梧州返乡过年的摩托车达7万辆。
“在321国道上因此形成了一种与摩托车返乡相关的特殊文化现象,有交警提供换证服务,有企业设点招聘员工,有文化部门在现场写春联送给骑手,更有在服务站发生的一幕幕感人的故事。”李子郁说。
邹丹在服务返乡摩托车手。“我在服务摩托大军的过程中,就遭遇到一件令我非常感动的事。”邹丹说。2014年1月21日,家住广西藤县大黎镇怀有身孕的覃月玲和丈夫乘坐摩托车返乡,途经梧州市东出口春运服务站时,被一辆面包车剐蹭倒地。因邹丹等人的及时救助而保住了胎儿的覃月玲,五年后,乘坐丈夫驾驶的汽车专程来到梧州东出口春运服务站看望邹丹。
与邹丹一样,中国石化广西石油梧州分公司员工李金兰也收获了很多感动。她在这里为返乡摩托车服务已有20年,服务过的“摩托大军”超5万人次。
邹丹和李金兰都曾把自己的孩子带到梧州东出口春运服务站做志愿者。“以前有很多小孩一起随‘摩托大军’返乡,这几年都见不到了。”李金兰说。
李金兰在接受中新网记者采访。家住广西桂平市社坡镇光明村的张树勇,就曾用摩托车搭乘孩子返乡。“今年两个孩子都乘坐亲戚的小汽车回家了。”张树勇说。他和妻子薛焕芳已连续8年共骑一辆摩托车从中山市小榄镇返乡。今年1月16日,他将摩托车停靠在梧州东出口春运服务站休息。
和张树勇一样,家住广西贵港市平南县官成镇苏茆村的李汝发,也是摩托大军的一员。“以前一临近春节,很多老乡就相约一起从广东中山市小榄镇开摩托车回家,现在他们都买小汽车了。”李汝发告诉记者,他的两个小孩快大学毕业了。“再奋斗两三年,我也买辆汽车。”李汝发说。
李子郁表示,目前还选择驾驶摩托车返乡的骑手中,类似张树勇的骑手越来越少,他们多是把驾驶摩托车返乡当成一种乐趣的年轻骑手。来自贵港的李建航就是这样的年轻人,他驾驶的是大排量的摩托车,目的是享受“风与自由”。
李建航在广东佛山市务工10年,他的父亲也曾是“摩托大军”中的一员,凭着多年在东莞市的打拼,终于在2021年买了汽车。李建航说:“我家虽然有汽车,但我不想开,骑摩托车自由,还能一路游玩。”
邹丹表示,开行对数不断增加的动车分流了“摩托大军”。南广及贵广高速铁路相继在2014年底开通。2015年春运广西和广东之间日均开行动车只有41对,2023年已超过200对。在铁路逐渐增加的运能中,“摩托大军”也逐年减少。春节期间过境梧州返乡过节的“摩托大军”最高峰时达25万辆,今年过境梧州返乡过春节的摩托车预计只有1万辆。
12年前,记者即在梧州东出口春运服务站目睹“摩托大军”返乡“盛况”。如今,服务“摩托大军”的李金兰和李子郁也已退休。“摩托大军”也将淡出大众视线。邹丹说:“梧州市交警部门这两年已不再将‘摩托大军’作为春运返乡的重点服务对象,交警的工作重点逐步往高铁站、高速公路收费站的周边路口转移。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |