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
美施压“烟害防制法”?台媒称绿营将强行通过开放加热烟,网友讽刺******
【环球网综合报道 记者赵友平】台湾《联合报》4日独家消息称,岛内“烟害防制法修正草案”经过3次协商后,各方逐渐达成共识,其中最重要的2项包括新型烟品加热烟“加热烟载具不广告、不宣传”、“20岁以下禁止购买加热烟载具”。报道称,不过3日傍晚传出民进党团总召柯建铭碍于美方压力出手要求台湾开放加热烟的消息。《联合报》称,美国烟商将迎来上千亿(新台币)营收。有岛内网友对此讽刺道: “卖台进行式,一直被强迫开放各种措施,历史重演。”也有网友说:“你慢慢会发现:美国人要的东西,台湾没有不给的!”
加热烟全称是“加热非燃烧烟草制品”,是一种以不燃烧的方式将烟草加热至300-350°C左右高温的烟草产品。据台湾《联合报》报道,“烟害防制法修正草案”4日上午9时许在“立法院卫环委员会”进行第4次协商,岛内“卫环委员会召委”、国民党“立委”林为洲3日晚在脸书发文称,“烟害防制法”“修法”历经多次协商,慢慢取得共识,将加热烟载具纳管,不得作宣传广告,未满20岁不得购买,没想到高层一声令下,通通推翻。林为洲称,之前的讨论协商,看来都只是演戏过场。
林为洲3日晚接受台湾《联合报》采访时说,先前已经过协商且拟出结论。像“纸烟管制加严”各方皆有共识如对在不得抽烟场所抽烟的行为人加重罚则、扩大禁烟场所如校园等;对于电子烟,因难以确认其焦油等成分,加上是许多年轻人入门烟款,未来禁止后将有法可管,包括禁止贩卖、禁止吸食。
林为洲说,争议最大是加热烟,台行政机构版“草案”过去以“纳管”一词、坚持要开放进口加热烟,“拒烟团体”则希望禁止。林为洲表示,加热烟分成烟弹(烟草柱)及载具,烟弹本身是烟,与纸烟成分相同,因此法条内已有规定;问题在于加热烟的吸食器载具,“政院版草案”没有明文管理加热烟载具,未来烟商恐大肆作广告,甚至赠送载具,鼓励、引诱更多人甚至年轻人吸加热烟。
林为洲说,因此在第3次协商后,各方面针对加热烟载具达成2点共识:“可以贩卖但不能广告”、“20岁以下不可购买”,而上周除了在场“委员”都同意,因此约定在4日上午第4次协商,并要求将载具管理纳入条文中。
“昨天迟迟等不到更新条文,傍晚卫生福利部门健康署说柯总召(柯建铭)不同意纳管(加热烟载具)!”林为洲透露。
台湾《联合报》称,已在台湾出现的加热烟品牌有“iQOS”、“lil”、“glo”、“Ploom”。报道称,据了解,此次“烟害防制法”促通过加热烟最大推手为美商菲利普莫里斯烟草公司,旗下加热烟品牌“iQOS”早已于各县市成立专卖店、维修店。报道称,目前台湾一年烟品市场达1700亿元新台币,未来纸烟衰退,恐怕会有半数近千亿(新台币)市场由加热烟吃下,还会吸引更多第一次抽烟、原抽电子烟转换加热烟的族群,“庞大商机无法想象”。
林为洲直言,今天如无法达到管制加热烟载具目的,将会立刻召开记者会,抨击台行政机构、卫福部门、健康署受烟商压力,自辱推翻原先的承诺。
对此,有岛内网友称,美国烟商这是“另一种鸦片战争”。↓
有网友批评绿营,称这是“卖台进行式,一直被强迫开放各种措施,历史重演。”↓
此前,民进党当局曾放开美国含有瘦肉精的猪肉入台。有网友说,绿营“有利台湾人民的没争取到半点,迫害人民身体健康的每项都开放了”。↓
有网友说,“支持”台湾的背后都是生意人,是有目的,先以政治手段敲开大门,接着就露出真面目。↓
还有网友问:柯建铭的下一步要开放大麻吗?↓
也有网友说,你慢慢会发现:美国人要的东西,台湾没有不给的!↓
(环球网)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)