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
福建屏南“三驾马车”跑出经济发展加速度******
(新春走基层)福建屏南“三驾马车”跑出经济发展加速度
中新网宁德2月4日电 (叶茂 甘叶斌)地处福建东北部的山区县——宁德市屏南县,用绿色工业、高山农业、文旅康养“三驾马车”拉动经济逆势上扬。
数据统计,2022年屏南县实现地区生产总值125.89亿元,同比增长17.3%,增速居全市第一;规模以上工业增加值、农林牧渔业总产值、社会消费品零售总额三项指标增速均居全市第一,其中规模以上工业增加值连续14个月增速超过100%;批发和零售业销售额、一般公共预算收入、地方一般公共预算收入、城镇居民人均可支配收入四项指标增速均居全市山区县第一。
连日来,在屏南县溪角洋工业园区新入驻重点企业——屏南润能新材料科技有限公司内,工作人员有条不紊地作业,安装调试、零件打磨;重点项目施工现场,起重机挥舞着巨臂,运输车来往穿梭,施工人员有序作业……
该企业项目负责人说,一期厂房项目建设已完成,正在安装调试生产设备,为投产做好准备,“项目建成满产后,预计可实现年产值10亿元。”
绿色工业,正成为山城屏南经济发展的新引擎。围绕打造“闽东北一流的山区绿色工业基地”,屏南县加快溪角洋工业园区、甘棠板式家具产业园区、漈头工业园区基础设施建设,积极承接宁德锂电新能源、新能源汽车等绿色产业配套项目落地,加快推动传统产业转型升级,并加大招商引资力度,积极兑现助企纾困政策。
随着节后人员返岗、项目建设动工、企业复工复产,屏南县也同步下沉“企业专班”,为企业解决存在的困难和迫切需求,当好复工复产“护航人”。
“节前已主动了解企业放假开工时间,做到心中有数,同时对企业在复工复产、人员招聘和业务拓展方面能帮尽帮。”屏南县工业园区管委会负责人陈抑非说,县里积极推进工业结构优化,加快传统制造业绿色改造步伐,培育壮大全绿色产业链。
绿色工业迈大步,高山农业生机盎然,提速乡村振兴。在屏南县千亩高山花卉产业园的温室大棚内,一支支金黄的文心兰竞相绽放、轻盈飘逸,状若飞翔的金色蝴蝶,令人赏心悦目。花农抢抓时间,忙着管护、包装、外运花卉,销往北京、上海、广州、昆明等地。
“屏南海拔高,气候、生态条件好,很适合培育高品质文心兰。”入驻园区的福建名仕花田园艺有限公司负责人余朝晖说,春节花卉消费热潮拉动,屏南花卉产业迎来“春暖花开”。
地处高海拔、低纬度的屏南县,紫外线强,昼夜温差大,十分适合种植花卉。近年来,屏南县将高山花卉产业作为支柱产业打造,强化招商引资和要素保障,推动高山花卉产业强势崛起。目前,全县拥有花卉苗木种植面积11205亩,花卉苗木企业40多家,2022年花卉全产业链产值逾4.6亿元。
一“花”独放不是春,“三产”齐开春满园。屏南县依托资源优势,大力发展“一乡一业”“一村一品”,因地制宜重点发展茶叶、水产、食用菌、水果、蔬菜、中药材、畜禽、林竹花卉及旅游等特色产业。2022年,屏南县实现农林牧渔业总产值30.42亿元,同比增长8.6%;城镇居民人均可支配收入35530元,同比增长5.9%。
当地官方表示,围绕打造“全省一流的高山农业基地”的目标,在抓好农产品稳产保供的基础上,聚焦一二三产融合发展、新技术新业态新模式融合创新、产业链供应链价值链融合壮大(三产三新三链),做优做强特色产业。
文旅融合再发力,绘就最美“诗和远方”。今年春节期间,一场别开生面的“醉美北墘”斗酒大赛在屏南县代溪镇北墘村黄酒文化广场上演。现场,各家各户的北墘黄酒“齐聚一堂”,行业工作者和黄酒爱好者通过品尝来辨别黄酒的种类、年份、质量,醇醇酒香夹着乡愁从山村氤氲升腾。
不仅仅是北墘,屏南小梨洋景区内的甘国宝故居、大棠休闲农场、丛林穿越等亲子活动倍受游客们欢迎;屏南县熙岭乡龙潭村中,熙熙攘攘的游客走访公益画室、咖啡屋、美术馆、四平戏博物馆等,与新旧村民一同过大年,体验文创魅力……
作为福建首个国家绿色旅游示范基地,屏南加强自然生态、古镇古村、特色农业、红色文化等资源整合,构建以“白水洋·鸳鸯溪”为核心,双溪、龙潭、仙山牧场等为支点的“1+N”多元融合发展格局,推动旅游经济全产业链延伸,着力打造“全国一流的乡村文旅康养基地”。
屏南官方表示,该县将深入实施“深学争优、敢为争先、实干争效”行动,围绕“建设县强民富生态美的山区发展一流县”目标,全面推动“三个一流”产业发展,争当山区县发展排头兵。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() ![]() 盈彩彩票地图 |