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
(新时代新征程新伟业)探访“中国幸福村”江西进顺村:村民变股东 福利惠民生******
中新网南昌11月27日电 题:探访“中国幸福村”江西进顺村:村民变股东 福利惠民生
记者 李韵涵
初冬时节,江西进顺小康家园在太阳的照耀下暖意浓浓,一座座花园式楼房错落有致,村内的老年大学不时有悠扬音乐声传来,中间的花园广场有人牵着宠物闲庭信步,也有孩童怡然自乐,一幅“乡村共富图”正在村内徐徐展开。
图为进顺村党委第一书记罗玉英向记者介绍进顺村的发展历史。 记者 刘占昆 摄很难想象,追溯到数十年前,“硬木扁担杉木桶,代代不离驼背种。一根扁担两只篮,有女莫嫁上窑湾。”是江西省南昌市青山湖区湖坊镇进顺村的真实写照,这里的村民曾经以卖菜为生,是当地有名的“菜农村”。
据进顺村党委第一书记罗玉英介绍,作为“城中村”的进顺村经历了“盘活资产打基础、以地换地拓空间、招商引资谋发展”三个发展阶段,村民也经历了从农民到职工、从职工到股东的身份转变。
图为进顺村党委书记、村委会主任罗来昌(左)与同事交谈工作。 记者 刘占昆 摄进顺村是江西第一个推行村集体产权制度改革的村庄,把村集体企业股份(收益权)100%量化到每一位村民,让村民人人是股东、年年有分红。2021年度,村民股份分红930多万元,每股分配率达11.5%,人均分红6700多元,户均分红20000多元。
经过不断改革与发展,进顺村先后荣获“中国十大名村”“中国十佳小康村”“中国幸福村”等二十多项国家级殊荣。2021年,全村固定资产20余亿元,实现总产值55.6亿,村集体纯收入5906余万元,村民年均收入35600元。
图为进顺村卫生所医生魏翠红(左)正在问诊就医的村民。 记者 刘占昆 摄“以前我们都以农业为主,生活比较苦。现在村集体经济发展起来了,我们也更想回村工作。”今年43岁的魏翠红是进顺村卫生所的医生,也是一名土生土长的进顺村村民。
“卫生所可以免费测量身高体重还有血压,还会定期组织给村民免费体检,进行各类健康知识普及宣讲。”魏翠红说,随着生活水平提高,村民的健康意识也逐步提高。此外,进顺村的村民如果患有重大疾病,村里也会给予一定的补贴。
图为进顺社区邻里中心门口的村民。 记者 刘占昆 摄魏翠红提到的“大病补贴”仅仅是进顺村内多种福利保障的其中之一。股份分红、老人长寿奖、升学奖学金、大病救助金、社会保险统筹……在有着“中国幸福村”之称的进顺村,20种福利涵盖医疗、教育、养老等各方面,“幸福”不仅仅是一个称号,更是一份份触手可及的福利。
图为进顺村老年大学内正在学习舞蹈的老年人。 记者 刘占昆 摄进顺村党委书记、村委会主任罗来昌告诉中新网记者,在各项福利政策的基础下,2021年进顺村又新增了退休村民补贴,全村416名退休村民每月可领800元退休补贴,2021年用于村民福利保障费用突破2000万元。
在2017年,进顺村就率先建立江西首个村级老年大学,发展至今,已颇具规模。在老年大学门口,摆放着今年秋季课程表,舞蹈、声乐、时装、瑜伽等课程将周一至周五排得满满当当。
图为航拍下的江西进顺小康家园,一座座花园式楼房错落有致。 记者 刘占昆 摄“这里环境很好,老师也很耐心,原来自己只能跳跳广场舞,现在来学习跳舞也很有成就感。”退休将近20年的胡群慕名而来,报了进顺老年大学的舞蹈班。她表示,在老年大学的生活十分充实,既能丰富退休生活,也能锻炼身体,还能为子女后代减轻负担。
“村里投资的工业园升级改造工作已经在进行了,未来还要开拓一些新的经济增长点,继续提高村民的福利待遇。”谈及进顺村未来的发展,罗来昌依旧信心满满。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |