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
唱歌、弹琴、“跳火圈” 选战把台政客逼成“才艺明星”******
【环球时报综合报道】台湾地区的选战日趋白热化,甚至逼得参选人不得不“能歌善舞”,拼命与民众拉近距离。因为,出席活动上台高歌,不仅能炒热气氛,更是博感情的最佳方法之一。
据台湾舆情网站“网络温度计”1日报道,通过数据分析统计,近一年10名最被岛内民众讨论“爱唱歌的政治人物”,结果第一名为前“卫生福利部部长”陈时中。2021年11月,岛内网络曾流传一段视频,画面中陈时中未戴口罩喝酒唱歌,后来又流出第二个视频,显示陈时中在三级警戒期间依旧“脱口罩高歌”,引发巨大争议。而闽南语歌手詹雅雯2020年举办小巨蛋演唱会时,也邀请陈时中同台飙歌;陈时中2022年竞选台北市长的后援会成立时,两人再度同台合唱。
排名第二的是民进党“立委”高嘉瑜。2022年10月,她南下嘉义助选连唱3首。排在第三的是前台北市长柯文哲,2022年3月他与前台北市副市长黄珊珊被爆在公共场合摘下口罩开唱,因违反防疫规范而受罚。去年12月底卸任前,柯文哲在台上高歌《囚鸟》,更笑说“不用当市长可以自由了”。今年1月,台北内湖科学园区岁末联欢晚会,柯文哲与高嘉瑜和台北市长蒋万安同场飙歌。
前高雄市长韩国瑜排在第四,2018年他参选高雄市长造成一股“韩流”席卷全台,只要是韩国瑜的竞选场合,支持者都会大唱《夜袭》,意外让这首军歌爆红。第五名是台北市议员徐巧芯,她曾在去年11月参加时任国民党台南市长候选人谢龙介募款餐会时,演唱王心凌的《爱你》。
台北市长蒋万安名列第六,去年10月他发布竞选主题曲《无限·台北》,希望唤醒不同世代台北人的光荣感。高雄市长陈其迈排名第九,喜欢唱《红豆》,不过经常跑调。歌手出身的“立委”林昶佐列第十,他当选后反而很少以歌手身份表演,大多是竞选时与选民唱歌互动累积人气。
针对这份排名,蒋万安1日回应称,“谢谢网友评分”,他平常没有很多机会在现场唱歌,“大家可以多多提供歌单,让我多多练习”。徐巧芯表示不服气仅排第五,认为自己应该得第一,“不过没关系,2024选举过程中,大家还是可以持续看到我表现的机会”。
除了唱歌外,岛内政客还经常表演其他才艺。比如在民进党举办的募款餐会上,台北市议员王世坚曾表演拉小提琴,还有“立委”陈莹弹钢琴。2015年12月,新北市第四选区国民党“立委”参选人陈茂嘉,当众表演了绝技“跳火圈”,表明自己坚定的参选决心。能成功表演这些绝活,要归功于陈茂嘉的科班出身——30多年前,他曾入选小学体操队,保留节目还有翻跟头和劈叉。今年1月,有岛内网民在社交平台询问,“想到运动/才艺会联想到什么政治人物?”结果不少人回复说,王世坚的小提琴和马英九的游泳。
不过,台湾政客表演才艺,也经常引起争议。如“网络温度计”排名第七的新竹市长高虹安2019年与主持人朱学恒高唱《塔绿班之歌》,因唱出“绿畜”一词引发争议。2022年年底,高嘉瑜点评徐巧芯唱《爱你》的音色音准都不如她,同时还大跳《爱你》的舞步,隔空较劲意味浓厚。徐巧芯随即在脸书喊话,邀请高嘉瑜挑战天后张惠妹的《三天三夜》,有网民评论称“我们要看到血流成河”。
台湾东海大学地方自治研究中心执行长潘兆民表示,岛内政治人物没有热度的话,选民对其印象就不深,甚至记不住名字,要在选战中获胜恐有难度。因此,通过各种方法拉抬人气,争取曝光机会,无论是出席活动还是上台唱歌,都是让选民记住自己的方法,而唱歌明显可以带动现场气氛。不过也有分析称,政客这些做法只是为了选举,吸引选民关注,但说到底还是扎实的施政能让民众安心。(张若)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)