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
温暖心语,中国军人向您诉说******
青春的礼物
一支签字笔,共同书写未来
春节前,陆军少尉孙顾峰接到母亲的视频电话:“年前大扫除,我特意把你最喜欢的这支笔也擦干净放好了。”镜头从母亲脸上一晃而过,最终定格在书桌一角。
画面中,一支黑色签字笔静静躺在桌角。它的笔夹已经遗失,透明的笔身布满岁月的痕迹。
这是一支常见的签字笔,也是孙顾峰最熟悉的一支签字笔。握着这支笔,孙顾峰曾经一笔一画写下入党申请书,也曾龙飞凤舞地在新教材上签下自己的名字。
打完电话,孙顾峰的思绪飞回到几年前的那个春节……
深夜营院,灯光穿过窗棂,将“福”字的影子打在路旁积雪上。东部战区陆军某旅一个连队学习室里,趴在书桌上的孙顾峰裹紧军大衣,打了个寒战。学习室的空调不太给力,孙顾峰的手冻得有点僵硬,手中的笔出墨也断断续续。
春节的热闹,似乎与孙顾峰无关。眼看着军队院校招收士兵学员统一考试的日子越来越近,他将全部业余时间投入到复习中。
翻过一页卷子,孙顾峰突然感觉眼前的灯光暗了下来。他一抬头,见班长王鸿运站在他身边,仿佛已经站了许久。
“小孙,送你一支笔!这支笔是我的‘幸运笔’,每次考试我都用它。祝你顺利考上军校!”班长拉开大衣拉链,从迷彩服上衣兜里掏出一支黑色签字笔,笑呵呵地递给孙顾峰说,“写得顺畅,复习的心情也会好一些。”
攥住这支带着班长体温的签字笔,孙顾峰心里暖暖的。他小心翼翼地将笔放进笔袋最前面的夹层里。从此,无论是野外驻训还是参加演习,孙顾峰一直随身携带着这支笔。
带着班长的祝福,那年,孙顾峰成为连队近年来第一位考上军校的士兵。
军校的日子过得飞快。在这支签字笔的陪伴下,孙顾峰开启了新的军旅时光。
对孙顾峰来说,这份来自班长的礼物,不仅是一支“幸运笔”,还是一份最难忘却的温暖。
时间流逝,这支笔划痕越来越多,笔帽由于频繁开合也变得松弛。后来,孙顾峰把它带回家,珍藏起来。
军校毕业后,孙顾峰回到老连队任排长。那天傍晚,他突然看到一个熟悉的身影。“班长!”孙顾峰大喊一声。王鸿运闻声跑过来,一把抱住了他。
能回到老连队,与老班长再次相遇,孙顾峰喜出望外。不同的是,他从过去的“跟跑者”,变成了如今的“领跑者”。
连队春节联欢会上,王鸿运收到了一份特殊的礼物——孙顾峰送给他的一支笔。
王鸿运知道,孙顾峰是想对他说:未来的日子,我们共同书写。
陪伴的礼物
第8架航模,祝你高飞远航
夜晚,仰望天空,伴随着越来越大的轰鸣声,一个红色的亮点越来越近。空旷的跑道旁,整齐排列的跑道灯指向家的方向。
舱门打开,西部战区空军某雷达旅二级军士长胡勇华,随着归家的人流涌了出来。
鞭炮声中,胡勇华越走越快,身后拖着的行李简直要飞了起来。走到家门前,他停下脚步,捋了一把头发,然后才轻轻敲门。
“爸爸!”只听屋内传来亲切的喊声,儿子跑了过来打开门。
“爸爸!飞机!”儿子扑上来,伸出小手。胡勇华笑呵呵地一把将儿子抱起来问:“什么飞机呀?”
“战斗机!”儿子兴奋地回答。胡勇华忙从背包里掏出一个航模盒子,递给儿子。
这是一架歼-20战机的精致模型,也是胡勇华送给儿子的新春礼物。
儿子对飞机的兴趣,始于两岁那年。
那次,胡勇华休假即将结束,带着妻儿一起乘车返回部队。半路上,一架飞机从他们头顶掠过。妻子告诉儿子,这就是飞机。
儿子把小脸贴在车窗玻璃上,眼睛一眨不眨紧盯着那架飞机,直到飞机消失在天际。
那时,胡勇华的单位驻扎在戈壁滩,周围人烟稀少,家属房里只住了他们一家人。因为没有玩伴,儿子每天的乐趣就是出门看飞机。
戈壁滩的天空,格外晴朗,每天都有飞机从头顶飞过。飞机长长的尾迹划过半个天空,吸引着孩子的目光。
看着儿子孤单的身影,胡勇华有些心酸。只要一有空,胡勇华都会抱着儿子坐在门前,给他讲飞机的故事。
后来,儿子跟着妻子回了老家。胡勇华只有休假时才能回去陪伴家人。妻子常常会抱着儿子迎接他归来。不知从什么时候起,在儿子心中,“父亲”与“飞机”紧密相连。
“爸爸是专门‘看’飞机的雷达兵。”胡勇华这样告诉儿子。上机值班时,他紧盯雷达显示屏,屏幕上的飞机航迹好似一个米粒状的绿色小线条。每天,都有许多小线条从屏幕的一边移动到另一边。偶尔,不同的小线条会短暂地交错,然后飞往各自的方向。
空军官兵对飞机总有一种莫名的情愫。儿子是在部队医院出生的“蓝天娃”。每当听到儿子说长大后要开飞机,胡勇华总是很欣慰。
这些年,胡勇华回家过年的次数并不多。每次回家探亲,他总会给儿子带回一架航模作礼物。这架歼-20航模,是他送给儿子的第8个航模。
看着儿子捧着歼-20航模爱不释手,胡勇华盼望,未来有一天,儿子能实现理想,驾驶最先进的战机高飞远航,和自己一起守护祖国的蓝天。
成长的礼物
三十八封信,祝福送给你
装好第38个信封时,已是凌晨。武警少尉李佳泽翻开笔记本,在最后一名新兵的名字后面做上标记。
今年春节,武警第二机动总队某支队排长李佳泽,要为自己带过的38名新战友每人写一封信,作为新春礼物。
去年秋天,李佳泽开始带新兵。他特地请教了一名经验丰富的老班长,该如何带好兵。老班长送给李佳泽两个字:用心。
几个月下来,李佳泽对“用心”二字有了深刻体会。“我发现,很多在我看起来毫不起眼的小事,对新兵们来说,却是天大的事。”他说。
一个周末,李佳泽发现有名新兵满脸焦躁。原来,这名新兵的迷彩服晾干后找不到了。李佳泽一边安慰他,一边帮他到处寻找。
晚上查铺查哨,李佳泽一个班一个班地询问这件作训服的下落。排里没找到,他又去别的排找。直到问遍了整栋楼的人,这件遗失的迷彩服才找到。看到这名新兵终于露出笑容,满头大汗的李佳泽觉得再累也值。
信任,便由这些小事一点点累积而来。后来,排里的新战友们渐渐对这名年轻的排长敞开了心扉。他们愿意对排长讲自己的故事,与排长分享自己的小秘密。“我和新兵们应该是双向奔赴的关系。我把他们放心上,他们才会信任我。”李佳泽说。
新兵大队组织第二次射击考核,新兵们成绩不理想,一个个垂头丧气。大队长发了火,还点名批评了李佳泽。总结射击体会时,不少新兵写道:就算是为了让排长不再被批评,我也要好好训练。
不久后,新兵大队组织第三次射击考核,李佳泽带领新兵们打出了优异的成绩,得到了大队长的表扬。当时,李佳泽觉得特别有成就感。
新训结束,李佳泽带的新兵们军政素质都有了显著提高。“或许,未来我还能带出更好的兵。不过,就像新老师带新学生,老师总会觉得自己带出的第一届学生最难忘。”李佳泽说。
“亲爱的邓瑞辉”“亲爱的侯静”“亲爱的翁泳淋”……提起笔,无数回忆从李佳泽的笔尖流淌而出。
“每个人都是一个独特的个体。许多看似平凡的人,其实内心蕴藏着强大的能量,只是暂时没有爆发出来而已。”这几个月,李佳泽和新兵们都收获了成长。
在一封封亲手写就的信里,李佳泽将最美好的祝福,送给这群最亲爱的人。
抽屉里,38个红色信封叠在一起。李佳泽期待着,战友们展开信纸那一刻绽放的笑容。
迟到的礼物
一块戍边石,祖国请放心
新春佳节,新疆军区梧桐沟边防连官兵围坐在一起,举杯同庆。节日聚餐的饭菜非常丰盛,可列兵王龙匆匆吃了几口,便回到宿舍。
王龙从抽屉里取出那张还未写完的信,提笔继续往下写。写着写着,一颗硕大的泪珠滚落下来,打湿了信纸。
“爸爸,我真的很想您。您离开我已经294天了。如果您能看到儿子穿上军装,一定会很开心吧……”
294天以前,王龙从未想过,有一天自己会穿上军装,站在祖国边防线上。
王龙的父亲,曾是一名边防军人。退役后,老兵时时梦回军营。老兵穿过的绿军装,至今仍整齐地挂在衣柜里;家中橱窗里,摆放着他从界碑前捡回的戍边石。老兵特别希望儿子继承他的志向,也穿上这身军装。
过多的期盼,反倒造成王龙的逆反心理。后来,王龙考上了大学。那年寒假,父亲又一次建议他入伍。王龙激动之下和父亲大吵一架,转身离去。
父子俩都没有想到,这竟成了他们最后一次争执。
一场突如其来的车祸,带走了父亲。那个会背着儿子看海、帮儿子收拾行李、一遍遍劝儿子从军的父亲,永远从王龙的生命中消失了。
那段时间,王龙甚至不敢回家,生怕一进门就看到橱窗里的戍边石和衣柜里的绿军装。
又一年征兵季。站在校园里贴出的征兵海报前,王龙与海报上的军人对视了许久。那名军人明亮而坚定的眼神,竟和记忆中父亲的眼神如此相像!再次与海报上那双眼睛对视,王龙觉得热血沸腾。参军离开家的前一天,王龙将大红花放在父亲的墓碑前,郑重地敬了一个军礼。
王龙入伍后,也来到边防。不久前,他完成了军旅生涯中第一次巡逻。
雪后的山风,透着刺骨的寒意。王龙跟在班长身后,爬雪山、过冰河,始终没有掉队。艰难跋涉几个小时后,他们终于站到了界碑前。
蔚蓝的天空下,界碑上“中国”二字红得那么耀眼。王龙和战友展开鲜艳的五星红旗,用尽全身力气喊出:“边防有我在,祖国请放心!”
那一刻,王龙敬礼的右手不自觉地颤抖。那一刻,他突然与父亲心意相通。返回连队前,他从界碑前捡起一块戍边石,放进背囊。
王龙准备等休假回家时,把这块石头放到父亲墓碑前。“这件礼物,父亲一定会喜欢。”他说。
(解放军报 记者 贺逸舒 采访得到王梦缘、于若恒、盛洋迪、李小龙大力支持,特此致谢)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)