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
党建评:反腐不停歇,永吹冲锋号******
由中央纪委国家监委宣传部与中央广播电视总台联合摄制的四集电视专题片《永远吹冲锋号》于近期播出。该专题片分为四集,分别是《第二个答案》《政治监督》《铁规矩硬杠杠》《永远在路上》。这是党的二十大后首部反腐电视专题片。一经播出,多个相关案件的话题便迅速登上社交媒体,引发网络热议。
全国政协社会和法制委员会原副主任傅政华案、山东省人大常委会原党组成员、副主任张新起案、江西省政协原副主席肖毅案、文化和旅游部原党组副书记、副部长李金早案……一个个曾经“响极一时”的名字,其具体涉案细节和背后教训问题被全面还原、深入解剖。落马者奢靡享乐的严重违纪违法事实与镜头前的真诚忏悔反思对比强烈,《永远吹冲锋号》成为全体党员干部生动、深刻的警示教育课。
事实上,在《永远吹冲锋号》播出之前的一天,中央纪委国家监委网站还发布了2023年打“虎”第一棒的“战果”。山东省青岛市政协主席汲斌昌,国家烟草专卖局原党组成员、副局长何泽华,河北省人大常委会原副主任王雪峰接受中央纪委国家监委纪律审查和监察调查。线上专题片和线下的开年“打虎”相结合,“打虎拍蝇”就在身边的冲击感越来越强烈,这释放出一个鲜明信号:反腐败斗争一刻都不会停,永远吹冲锋号,全面从严治党将不断向纵深发展。
腐败是危害党的生命力和战斗力的最大毒瘤,反腐败是最彻底的自我革命。专题片《永远吹冲锋号》的四集内容所涉主题和案件尽管有所差异,披露的典型案例背后问题也不尽一致,但涉案者都有一个共同的问题:思想滑坡、认知退步、骨头“缺钙”,对党纪国法不够敬畏,对正风肃纪的认识不够清醒,放松了对自己和家人亲属的教育约束,最终酿成悲剧。而这,也指向了同一个严肃课题——反腐败斗争形势依然严峻,必须把正风肃纪反腐向纵深不断推进。
我们党是世界上最大的马克思主义执政党,必须时刻坚持惩治腐败、自我革命,实现自我净化,自我提升。党的十八大以来,党中央以前所未有的勇气和定力推进全面从严治党,以坚如磐石的意志正风肃纪反腐,找到了自我革命这一跳出治乱兴衰历史周期率的第二个答案。相关数据显示,10年来,全国纪检监察机关共立案464.8万余件,其中立案审查调查中管干部553人,处分厅局级干部2.5万多人、县处级干部18.2万多人。经过坚决斗争,反腐败斗争取得压倒性胜利并全面巩固,腐败存量得到有力削减、腐败增量得到有效遏制。
成绩的取得,背后是多方面进步的生动注脚。比如,坚持把党的政治建设摆在首位;不断完善党内法规体系和反腐败法律体系;又如,从源头上树起“红线”和“高压网”,加强对权力运行的制约和监督;再如,一体推进不敢腐、不能腐、不想腐等等。然而,也要清醒地看到,正风肃纪没有休止符。过去的经验已经表明,即使正风肃纪的规矩再硬、氛围再严,总会有个别胆大妄为、心怀不轨者,苦心钻营,与反腐败展开“周旋”,在物欲和利益诱惑下,说一套做一套。不过铁的事实也一再证明,那些自认为手段高明,能够瞒天过海者,最终都会以身试法,触网落马。
常怀“赶考”之心,勇于自我革命,这是百年大党不懈奋斗淬就的鲜明品格。党的二十大报告提出,坚决打赢反腐败斗争攻坚战持久战。专题片《永远吹冲锋号》是2014年《作风建设永远在路上》播出以来的第九部“反腐大片”,它忠诚记录了近10年来我们全面从严治党的前进脚步。新时代新征程,全面从严治党将不断向纵深推进,永远在路上;正风肃纪反腐将一刻不停,持续“打虎拍蝇”,让人民拥有踏实的获得感、幸福感、安全感。(林风)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)