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
担心得罪年轻选民,又承受不住美施压,台当局在兵役问题上躲躲闪闪******
【环球时报特约记者陈立非】民进党“九合一”惨败后,兵役延长问题成了烫手山芋。一方面蔡英文当局为了2024年台湾地区领导人选举,不敢得罪年轻人;与此同时,美国施压又使兵役延长问题箭在弦上。台媒为此质问道,若兵役延长与军购都因美国的压力,这样的当局还能让民众相信吗?
“当然是政治算计”
台湾《中国时报》19日称,台“国防部长”邱国正多次表示希望兵役延长案能在12月底前公告,如今距离摊牌时刻只剩下不到两周,但政策仍未宣布。原因就在于蔡英文办公室为选举考虑,企图以拖待变。根据台“兵役法”规定,如果义务役期延长一年以内,经“行政院”公告后一年即可实施。也就是说,如果今年12月底前公告,可在2024年实施,如果今年底前未公告,明年才公告,就得等到2025年才能实施。
一名军方官员称,如果是担心对2024年选举造成冲击,“现在不宣布,明年岂不是影响更大?”而如果能赶在今年底前公布,2024年正式恢复一年兵役期,经过精算,2024年满18岁的男子多数都在念大学,第一年征到的役男仅数千人,“连1万人都不到”。报道称,台陆军规划编5个后备新训旅,现已编成步兵117、109、101这3个新训旅,会在明年做好准备。前台南县长苏焕智18日透露,他一个朋友告诉他,民进党选举大败检讨,将延长兵役议题导致年轻人不投票列为败选原因,所以现在不敢再讨论延长兵役问题,怕影响2024年选举。他痛批,如果这个消息属实,是一个非常严重的问题,民进党整个党恐怕会被台湾人看破手脚,蔡英文和赖清德应该出来讲清楚。
国民党主席朱立伦也痛批,民进党凡事都是政治算计,“兵役延长案会不会有政治算计呢?当然是政治算计”。
处理好两岸关系是根本
台“行政院长”苏贞昌18日针对兵役问题称,兵役延长案已在做最后整理,但关于防务、“外交”、两岸,这是蔡英文的职权,“行政院”会全力配合,有新做法会向民众报告。台“国防部”发言人18日称,役期调整议题所涉范围广泛,必须考虑国际及区域情势、防卫作战需求、提升台军战力及役男生涯规划等多方面因素,目前仍在以统整方式缜密研议。联合新闻网称,台军各部门目前仍在朝着不通过“立法院”修法的途径,以“恢复征兵制”、延长役期为一年进行规划,并且安排配套措施。
台军内部对于兵役延长看法不一。台“退辅会主委”冯世宽19日称,4个月的军事训练役实在太短,延长军事训练役合情合理,“的确要当一个战斗兵或者战斗人员,4个月的时间是不够的”,现在就是静待“国防部”的研究。有退役将领认为,兵役不但要延长,而且要延长到两年,延长到一年并不够。
但也有军方人士认为,现在台湾部队训练资源不足,再加上干部缺乏见识、知识、胆识情况下所形成的“部队文化”,无法吸引年轻人,军队又不愿投入扎实的训练,役期即使延长至一年,只具有心理安慰作用,既提升不了战力,又浪费了资源。该将领直言,民进党应该处理好两岸关系,这才是根本,延长役期不是解决之道。这次“九合一”选举,在野势力提出的“票选民进党,青年上战场”,使民进党全面崩盘,老百姓用选票清楚告诉民进党,他们不要战争。
蔡当局不敢违逆美方
延长兵役问题对民进党当局来说,似乎已是箭在弦上。《中国时报》19日称,如果民进党按照规划于12月底前宣布,等于承认当政多年把台海推到兵凶战危的处境,对2024年选举怎么会有利?但“役期延长是美方的要求,蔡政府咬牙也要推”。美国要台当局强化台军后备战力,蔡当局如实推动;美国要台湾增加防务预算,蔡当局照办;现在要台军恢复征兵,延长役期,“尽管对选举有影响,蔡政府也不可能违逆美方”。
所以,绿营目前就是试图把责任推到台军和马英九头上,要军方承认马当年推动募兵制是个错误。联合新闻网19日嘲讽称,当下绿营比蓝营更爱高喊“重视国防”,但是一旦出状况、抢着要自保时,台军永远不是绿营自己人,总还是要推出去挡子弹。《中国时报》19日称,马英九当局当年实施募兵制有两大背景:一是两岸关系缓和,二是役期只剩一年,等于年年在训练新兵,浪费军中资源,也浪费年轻人的时间。而且蔡英文2016年参选前推出“国防蓝皮书”,表示支持募兵制,为何直到美方要求才想恢复征兵制?文章称,美方要台积电赴美设厂,上千名工程师及家眷赴美,美国打什么算盘,绝大多数民众都看得懂,因此在11月26日举行的“九合一”选举中以选票作出回应,那就是民众不希望台湾变成战场,“选举惨败的民进党,还看不出问题出在哪里?”(环球时报)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)