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
万亩高山草场冬景壮美 “中国慢城”文旅产业深度融合发展******
中新网宁德1月11日电 (马启晨)深冬季节,福建省宁德市柘荣县的鸳鸯草场上,万亩天然草场犹如金色海洋,微风吹拂,金黄“波浪”荡漾;周边山峰巍峨挺拔,低矮草山绵延起伏,壮阔美景尽收眼底。
鸳鸯草场连绵起伏,如翠绿丝绸。 袁镔 摄“冬日的景色也特别好,很壮观!”趁着周末假期,来自宁德市区的刘女士带着家人自驾到鸳鸯草场一睹草场冬日风姿,“之前都是夏天的时候来游玩,没想到冬季的风景也这么美。”
鸳鸯草场绿草绵延。 袁镔 摄走进鸳鸯草场,碧空澄净如洗,散落在草场各处的“网红”打卡地、星空露营区、精灵驿站等星罗棋布,构成了一幅五彩斑斓的美丽画卷。作为南方最大的万亩高山草场,鸳鸯草场被誉为“南方呼伦贝尔”,平均海拔1000多米,相继建成玻璃滑道、精灵驿站、儿童嬉趣区、文化景观长廊、观光轨道小火车、游客服务中心酒店等项目,吸引大批游客观光体验、打卡拍照。
2021年10月以来,柘荣县启动创建鸳鸯草场国家AAAA级景区工作,进一步改善环境面貌、提升功能设施、提高服务质量、完善制度措施。2022年12月29日,柘荣鸳鸯草场景区获批为国家4A级旅游景区,这也是柘荣首个国家4A级景区。
深冬季节的鸳鸯草场荡漾着金黄的“波浪”。 柘荣县东源乡 供图柘荣县文体和旅游局党组书记、局长林发余表示,未来鸳鸯草场景区将充分发挥国家4A级景区的示范带动作用,吸引更多客流,稳步推进柘荣文旅深度融合发展,满足游客从“景点旅游”到“全域旅游”的体验式转变,提升全域旅游发展活力,助推“中国慢城”建设。
坐落在北纬27度的柘荣县,是福建省首个“中国长寿之乡”,旅游资源丰富,风景名胜众多,先后荣膺“中国十佳生态养生旅游福地”“首批最美生态旅游目的地”“首批十佳健康养生旅游目的地”等称号。
柘荣县城郊乡靴岭尾村倾力打造“中国剪纸第一村”。 马筱璐 摄近年来,柘荣县以创建省级全域生态旅游示范县暨“中国慢城”建设为引领,做大做强“中国慢城、长寿柘荣”旅游品牌,并制定了系列实施方案及发展规划,加快文旅产业深度融合发展。目前,该县已培育出13个金牌旅游村,全域旅游“一城三区”(即“中国慢城”和茶药康养区、文化风情区、生态乐游区)雏形初显。
该县城郊乡靴岭尾村倾力打造“中国剪纸第一村”,建成剪纸展示馆、剪纸主题立面改造、剪纸主题乐园等;富溪镇建设商贸历史文化特色街区的“大众茶馆”、手工作坊;楮坪乡洪坑村打造“烽火·西竹岔”红色旅游基地,集纪念、教育、旅游、休闲、观光、娱乐为一体的现代红色旅游热地,并推出“烽火·西竹岔”红色文创品牌。
柘荣县乍洋乡溪口村百福广场。 柘荣县乍洋乡 供图一个个金牌旅游村犹如雨后春笋般涌现,柘荣乡村旅游及全域旅游焕发新活力。当地官方表示,2022年柘荣全年预计接待游客223万人次,同比增长15%,国内旅游收入16.5亿元,同比增长16.7%。
柘荣县还依托独特的“福文化”资源,深入挖掘“福”文化品牌内涵,实施柘里有福“福”文化赋能工程,将“福”文化与全域旅游、文旅产业融合,增添全域旅游新动能。
第四届中国·柘荣马仙信俗文化旅游节,歌舞《采茶舞曲》。 柘荣县融媒体中心 供图该县精心策划“福”文化精品线路,推出主题鲜明、丰富多元的“祈福”“寻福”文化旅游线路,开启愉悦的“福气之旅”,开展马仙信俗文化旅游节、游氏仙姑祈福文化节等活动,吸引众多游客参与,带动“福”文化传播;依托乡镇特色“福”乡俗文化,建设“福”文化主题公园等,为村民提供一个休闲景观、文化体验、康体娱乐为一体的公共空间。
林发余表示,将大力发展“福”文化,赋能文旅产业发展,进一步增强游客感知柘荣独特“福”文化魅力的同时,为做大做强做优文旅经济注入了新的活力。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |