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
新冠转阴就是彻底康复了吗?还需注意哪些问题?******
权威解读丨新冠转阴就是彻底康复了吗?还需注意哪些问题?
现在大家都很关心新冠转阴后康复中的一些问题,比如新冠转阴后就代表彻底康复了吗?能不能剧烈运动?是不是可以大吃大喝,把身体好好补一补?国务院联防联控机制今天(12月25日)邀请相关专家就新冠康复、合理用药等问题接受总台记者专访。
饮食起居:营养充足 工作节奏宜稍微放缓
专家指出,新冠转阴并不意味着我们和病毒的战斗结束了,刚刚转阴后,身体其实是进入一个相对的脆弱期,首先来看看在饮食起居上都有哪些需要注意的问题。
北京中医医院院长刘清泉:我想第一件事要精神上不要认为这是什么特大的一个事儿一样的,要精神上要保持一种高昂的斗志。第二,经过了几天的这样一个发烧、咽喉疼痛、浑身不舒服的症状以后,吃饭也吃不下去,有的人还有腹泻,腹泻腹胀,经过这个过程以后,想着我这回失去的太多了,我是不是可以好好去补一补,现在又是冬天,冬天进补,还是建议大家不要在这个时候去大吃大喝,吃一些特别多油脂的东西、肥甘厚味的东西。这样不好,这样不单对你基本的康复不好,而且可能会出现一些问题,所以说这个时候饮食要清淡,但是不能营养都没有,我就光喝稀汤寡水行不行?肯定不行,要有足够的蛋白质,你吃个鸡蛋,煮鸡蛋,喝牛奶,这样我们多吃蔬菜、水果,保证我们一些体力的恢复。第三,我们生活节奏和工作节奏都要放得稍微缓一点,经过疾病以后,我的好多工作停下来没有干好,我再拼命加班,千万不要再去熬夜加班,你就用正常的稍微松的这样一个节奏完成我们的工作。
专家:新冠康复后 先别急着剧烈运动
很多人有健身的习惯,尤其一些老年人有平时坚持锻炼身体的习惯,大家都关心康复后是否可以运动,运动的强度如何把握。专家提醒,新冠转阴后不要着急剧烈运动,即使运动也要适度。
北京中医医院院长刘清泉:我们要适量运动,但是不能剧烈运动。我们前几天有一个病人在跟我咨询,他已经退烧5天了,都特别好,他们家人也都好了,然后他当天都在跑步机上跑了6000多步以后,晚上就烧起来,但是烧得不高,一下就烧起来了,所以说我们运动要适量,适量的运动是有利于我们的恢复的,过度的运动不但不能够恢复,有可能还出现一些其他的问题。当然随着你的体温正常以后,有点咳嗽,有点浑身疲乏,你的运动量,以你平时运动量的1/3,我估计就够了,或者你自己感觉到身上有点热了,身上稍微有点泛热了就可以了。我还是建议你用最低的这种运动量运动,这些运动都是根据你个人的一些日常的运动习惯,不超过你平时的1/3,逐渐增长就可以了。
康复后感觉累?专家:身体修复需要时间
还有很多人反应在新冠转阴返岗后,总是感觉非常疲乏,这又是什么原因呢?
北京大学人民医院感染科主任高燕:虽然这个病人烧也退了,抗原也转阴了,但是其实人体整个体力的恢复、功能的恢复确实还是需要一个时间,大概需要2~3周,慢慢会恢复的,这个时候我觉得不用太焦虑。尤其对于这些急性病都是病来如山倒,病去如抽丝,其实就是这个道理,所以它跟慢性病的特点确实是不太一样。这段时间的话适当地注意休息,适当地加强营养,促进它的恢复,让你尽快地能够回归完全正常的状态。
专家:科学合理使用对症治疗药物
新冠阳性的急性期和康复期都会使用一些对症治疗的药物,最近有媒体报道一些人使用药物后出现了其他系统比如消化系统的一些反应。应该如何科学合理使用药物?再来听听专家的建议。
北京大学人民医院感染科主任高燕:如果说本身就有一些胃的慢性病,比如说你本身有胃溃疡,或者是本身有十二指肠溃疡,或者平时有胃肠道的这样的一些基础病的患者,那么在用解热镇痛药的时候,我个人认为还是应该稍微注意一些,比如说尽量不要空腹去用这些药,比如说你吃一些东西以后餐后再用药,这样的话会减轻这些胃肠道不适的症状。应该同时合并上一些胃黏膜的保护剂,再来吃这样的一类的药会更安全一些。另外我们知道在临床上很多药物之间,它可能是会有一些相互作用的,尤其是有一些比较严重的慢性基础病的这一些人群,包括有慢性这些胃部的基础疾病的人,用药的时候还是应该去咨询一下医生,给你一个建议,这样更安全一些。(央视新闻客户端记者 史迎春)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)