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
青海脱贫人口年度人均纯收入达13035元 同比增长9.5%******
中新网西宁2月3日电(祁增蓓)3日,青海省乡村振兴局党组书记、局长谢宝恩在青海省乡村振兴局长会议上表示,2022年,通过兴产业、稳就业、强兜底、减负担,脱贫人口年度人均纯收入达到13035元,同比增长9.5%,比全省农牧民人均可支配收入增速高3.2个百分点。
谢宝恩介绍,聚焦青海省“四地”建设,青海省乡村振兴局将62%的中央财政衔接资金用于产业发展,强化联农带农利益联结,带动群众持续增收;扎实开展稳岗就业“六个一批”行动,脱贫群众和监测对象务工规模达到21.6万人,完成国家下达任务的121%;充分发挥民政兜底救助功能,全省18.1万脱贫人口和监测对象纳入救助范围,实现了“托底线”与“救急难”并重。
同时,严格落实防止返贫动态监测帮扶机制,将监测对象识别参考收入标准由6000元提高至6700元,识别认定时间压缩至15日内。并研发可视化信息平台,建立8家部门参与的联席会议制度,先后开展2次全省性集中排查,做到了应纳尽纳、应帮尽帮。
谢宝恩说:“截至目前,全省累计认定的1.9万监测对象中,74%已消除返贫致贫风险,守住了不发生整乡整村规模性返贫的底线。”
着眼长远发展,青海省乡村振兴局编制完成了省级和25个重点帮扶县有效衔接实施方案。将年度65.1%的财政衔接资金和74.5%的东西部协作资金用于支持重点帮扶县发展,省内各金融机构投放贷款720.6亿元,推进实施了一大批补短板、促发展项目。
“我们推动15个国家重点县与江苏相关地区建立‘一对一’结对帮扶关系,全力保障国家选派的15支科技特派团、23支教育医疗‘组团式’帮扶工作队、369名专家开展工作,为重点地区发展提供了强有力的支撑。”谢宝恩说。
在民生保障方面,青海省200个村开展乡村振兴试点,初步探索形成了一批具有代表性、能复制、可推广的乡村振兴经验模式,并顺利完成农村“厕所革命”交接工作,年度建成户厕4.2万座、公共厕所25座。
此外,针对年度疫情灾情多点暴发、多轮频发的实际,青海省乡村振兴局开辟绿色通道,将存在因灾返贫致贫风险的107户399名受灾群众及时纳入监测范围,开展针对性帮扶,统筹安排财政衔接资金2.26亿元,采取先建后补方式,支持受灾地区修复受损水利设施,帮助受灾群众尽快恢复生产生活秩序。(完)