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
中新社70年丨58年前,中新社专访了李四光……******
新闻是历史的初稿。
在八月中旬的一天,在中新社香港分社的一个房间里,从沉寂了几十年的新闻稿件里,我分明闻到了历史的味道。
那是一捆捆用牛皮纸、塑料绳打包好的《中国新闻》电讯稿刊,牛皮纸上有毛笔或钢笔书写的“中国新闻,19XX年X月——X月”字样,它们刚被同事们从仓库里搬出来,解开绳子,从泛黄的书页中散溢出的陈年的味道,即使是戴着口罩也闻得到。
尘封的稿件
“是为了庆祝中新社成立70周年要整理资料吗?”我首先想到的答案被中新社香港分社技术部主任唐建生老师否定了。
他告诉我,中国科学技术协会办公厅日前致函中新社总社称,《李四光年谱》中提到,时任中国科协主席的著名科学家李四光在1964年为中国新闻社撰写了一篇关于中国科学事业的专论。
但中国科协没有保存资料,希望中新社协助,而中新社总社现有的资料中,也没有发现这篇文章。
于是,寻找尘封58年新闻稿件的任务,落在了中新社香港分社身上。
中新社香港分社是中新社在境外建立的规模最大的分社,也是中新社在境外建立的第一个分社,始建于1954年6月,后成立“《中国新闻》代销处”,出版发行港版的《中国新闻》,刊印中新社电讯通稿,代销中新社电讯通稿、图片、专稿。
在中新社香港分社供职38年的市场部副经理吴育生老师是地地道道的港人,1984年入职时在发行部,参与印刷、装订、发行工作,对《中国新闻》电讯稿刊的过往再熟悉不过,寻找专访李四光稿件的任务自然而然就由他担纲了。
▲唐建生(左)、吴育生(右)在成堆的稿刊中寻找58年前的稿件但关于这篇稿件的信息是模糊而有限的,只知道年份,只知道关键词是“李四光”。好在《中国新闻》电讯稿刊封存时候标注有年份,吴育生老师找出1964年的所有稿刊,循目录和标题逐页寻找。
因为保存得当,即使时光久远,这些“故纸堆”没有遭受蠹虫的啃噬,没有遭受潮湿的侵蚀,饶是上世纪五六十年代的稿刊用纸薄如蝉翼也完整无缺,铅字排版的印刷也清晰如昨。
回溯历史
翻开一本本电讯稿刊,仿佛进入时空隧道,那些已成为历史的新闻跃然纸上,令人感慨。
逐页翻至1964年9月16日时,目录中出现的标题《李四光谈青年科学技术队伍的成长》,让吴育生老师眼前一亮。这篇消息的导语是这样的:
中国新闻社北京15日消息 中国科学技术协会主席、著名科学家李四光最近对本社记者说,新中国成立十五年来,科学技术队伍迅速壮大,仅中国科学院系统的科学研究人员,就比解放前增加一百倍以上,其中绝大部分是解放后培养出来的年轻人。
文中还提到,李四光说,旧中国给许多人留下这样一个印象:似乎中国人不出国留学,就不能成为像样的科学家。
当然,我们必须认真地学习外国的一切先进经验,但更重要的是自力更生地培养科学技术人才。
消息的结尾写道:李四光最后说,青年科学技术队伍的迅速成长,是国家自力更生发展科学事业的一个重要成就。他作为一个老科学工作者,看到科学事业有了优秀的接班人,感到无限欣慰。他深信中国的科学事业在党的正确方针指导下,在新老科学家的共同努力下,将会更迅速的发展。
1500字的长消息,对于以“中新风格”享誉新闻界的中新社报道来说,实属罕见。后经上报总社并和中国科协确认,这条中新社消息就是《李四光年谱》中提到的文章。
稿件找到了,而我对于这些“故纸堆”的兴趣却更浓了,我开始从中寻觅、了解中新社的历史。
▲最早一期的《中国新闻》电讯稿刊发行于1954年2月13日。遗憾的是现存稿刊是在1954年2月14日发行的第二期。稿刊为竖排,标注着“中国新闻社编印”,登记证为:广州市人民政府新闻出版处登记证新字第十五号,定价每份人民币一千元(折合现行人民币一角)、港币两角。注册地址则有两处:广州市惠福西路毕公巷十二号,广州市邮箱三零七号;北京市王大人胡同六十七号,北京市邮箱五十四号。▲在收录着《李四光谈青年科学技术队伍的成长》一文的1964年9月16日那期,是第3823期,稿刊信息唯一的变化在于定价,调整为每份人民币2角5分、港币6角。▲1991年9月2日的第91208号稿刊为竖排,发行方为“中新社香港分社”,注册地址为:香港轩尼诗道三四二号九楼,定价已不再显示。▲1997年7月1日发行的第97129号《中国新闻》稿刊,为激光照排,依然是繁体字,但变为横排。据吴育生老师介绍,他1984年入职时,还是总社把手抄的电讯稿传真过来,香港分社据此打字排版再印刷出来,因为主要是发给海外报章和海外华侨去看的,所以一直用繁体字。
他也会按照之前老同事按月整理装订的方法去做好资料留存。
中新社前辈们用他们的辛勤笔耕为新中国留下历史的初稿,而在目前翻阅的有限稿刊中发现,1964年10月前的所有稿件,都没有留下记者的名字。但正是这些前辈,为成立初期的中新社描绘出“中新风格”的底色。
于2000年11月入职中新社的我,看到的《中国新闻》稿刊,已经是总社发行的简体字十六开活页本,登记证号为中国第一刊号:CN11—0001。
后来,活页稿刊被图文并茂的彩印《中国新闻》报所取代,在每年的全国两会上,清新活泼的《中国新闻》报无论是在代表委员驻地,还是在人民大会堂、梅地亚新闻中心,都是一纸风行、广受欢迎。
弹指一挥间,2022年10月,中新社将迎来七十华诞,筚路蓝缕砥砺前行的中新社,把所有的荣光都沉淀在“中新社电”的字里行间,为历史留存真实、生动、多元的初稿,而作为一名中新社记者,与有荣焉,不敢懈怠。
作者:索有为
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |