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
九寨沟四姑娘山门票买一送一 四川阿坝冬季旅游季优惠多******
中新网成都1月12日电 (唐倩)春节越来越近,假期想好去哪儿玩了吗?1月12日,在四川省文化和旅游厅组织召开的2023年“市(州)文旅主题宣传月”新闻通气会上,阿坝州围绕“安逸四川·净土阿坝·冰雪童话”主题,面向全国游客推出“冰雪、温泉、阳光”三大冬游名片,九寨沟、四姑娘山等阿坝州国有4A级及以上旅游景区实行全价门票“买一送一”,国有4A级以下旅游景区门票全免的优惠政策。
冬季黄龙美景。(蒋跃斌 摄)近年来,阿坝州全力打造“净土阿坝冰雪童话”冬季旅游品牌形象,以加快疫后市场复苏为目标,推出“冰雪+旅游”“温泉+旅游”“阳光+旅游”“体育+旅游”“文化+旅游”等一系列冰雪特色旅游产品和文旅活动,不断满足广大人民群众对冬季旅游的新期待。
达古冰川冰雪旅游季将持续至今年5月,开展神山祈福、过藏家新年等系列活动。以“蓝冰与暖阳之恋”为主题的中国九寨沟第十八届国际冰瀑旅游节活动将持续至4月底。此外,还有理县温泉冰雪季、2023年藏历新年庆祝活动等系列特色文旅活动,游客可到净土阿坝“玩冰雪、泡温泉、赏冬景”,体验不一样的春节新年趣味。
针对冬季冰雪温泉旅游季,阿坝州分享了全域景区玩法耍法,让游客可以乐游冰雪童话世界——净土阿坝。
在五大冬季旅游胜地,可以尽赏冰雪盛景。“童话世界”九寨沟、“人间瑶池”黄龙、“户外天堂”四姑娘山、“最近的遥远”达古冰川、“东方的魔幻世界”莲宝叶则,每一座山峰雪景都演绎着不一样的冰雪奇缘。
冬季达古冰川美景。(王建雄 摄)在九大滑雪攀冰胜地,可以尽享无限冰雪乐趣。阿坝州是四川乃至中国南方地区拥有滑雪场数量最多,雪道最长的地区,拥有茂县九鼎山太子岭滑雪场、理县鹧鸪山滑雪场、毕棚沟戏雪园、孟屯河谷冰雪馆、松潘奇峡沟冰雪欢乐谷以及新开园的汶川羌人谷滑雪场,雪地摩托、冰上自行车、雪上飞人等10余项冰雪项目,开启“南国雪乡”的乐趣。
在四大温泉度假胜地,被誉为“川西第一汤”的古尔沟温泉,是目前四川省内唯一集浴用、饮用、疗用于一体的天然热质矿泉,高山无边温泉泳池享360度美景,还有毕棚沟娜姆湖温泉、若尔盖河它温泉、降扎温泉等,随意畅“泡”。在金川大东女阳光旅游度假区和茂县阳光福地康养度假区两大阳光度假胜地,可尽情沐浴冬日暖阳,温暖又舒适。
针对冬季旅游,阿坝州还特别推出“熊猫家园·冰雪四姑娘山”世界遗产冬游精品线、“净土阿坝·冰雪温泉”康养度假冬游精品线、“快乐冰雪·滑向2023”滑雪度假冬游精品线、“迎新春·阳光祈福”自驾精品线等八条冰雪旅游精品路线。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |