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
除夕火车票7日开售!出行前需要注意这些******
中新网1月5日电 (中新财经 葛成)2023年春节的脚步越来越近,按照火车票提前15天发售的安排,7日,2023年除夕(1月21日)的火车票将正式开售。抢票前,这些新变化你要注意!
资料图 熊能 摄除夕火车票7日开售
2023年春运从1月7日开始,2月15日结束,为期共40天。
按照火车票提前15天发售的安排,1月5日,旅客可以购买1月19日(腊月二十八)的火车票,1月6日可以购买1月20日(腊月二十九)的火车票,1月7日可以购买1月21日(除夕)当日的火车票。
据了解,为充分满足旅客出行需求,方便旅客回家购票,铁路部门科学制定客车开行方案。其中,节前高峰日安排开行旅客列车6077对,节后高峰日安排开行旅客列车6107对,最大客座能力较疫情前的2019年春运增长11%。
此外,国铁集团表示,为满足旅客多样化需求,根据需要,将在部分运力紧张的高铁通道增开夜间高峰线动车组列车,在京广、杭深高铁开行卧铺动车组。
同时,铁路部门根据铁路12306客票预售和候补数据,分析旅客出行规律,动态研判客流走势,梯次安排运力投放,实现运能和需求的精准匹配。
资料图 公安部铁路公安局供图倡导旅客错峰出行 加强重点处所通风消毒
今年,春运期间的疫情防控工作受到了广泛关注。
随着疫情防控政策的进一步优化,跨区域人员流动性将加速释放,2023年综合运输春运疫情防控和运输服务保障工作面临新形势。
如何最大限度保障广大旅客和职工健康,最大限度减少疫情对春运的影响?
对此,铁路部门倡导旅客错峰出行,减少人员聚集,强化车站客流组织,积极推广无接触式服务,引导旅客有序分散进站候车,保持安全距离。
此外,铁路部门将加强卫生间、洗手池、电梯扶手、座椅等重点处所通风消毒,保持站车良好环境;加强旅行健康宣传提示,引导旅客全程佩戴口罩,强化自身健康防护;严格规范做好铁路春运一线职工健康防护,加强保洁、安检、餐饮、业务外包人员一体化管理;强化路地联防联控,有序做好应急处置工作。
资料图:广州南站旅客正在检票进站。 广铁集团供图购买儿童优惠票与学生优惠票有变化!
新版《铁路旅客运输规程》于2023年1月1日起施行。其中,有关儿童优惠票和学生优惠票的规定发生了变化。
儿童优惠票方面,全国铁路对儿童优惠票实行车票实名制管理,并以年龄划分优惠标准。随同成年人旅客乘车的儿童,年满6周岁且未满14周岁的儿童购买儿童优惠票,年满14周岁的购买全价票。每一名持票成年人旅客可免费携带一名儿童乘车,儿童年龄按乘车日期计算未满6周岁且不单独占用席位,超过一名时,超过人数应当购买儿童优惠票。
学生优惠票方面,铁路部门一并取消学生优惠票仅限寒暑假购买的限制,学生旅客可在一学年内任意时间购买4次优惠票。扩大非高峰方向列车票价打折优惠范围和幅度,让旅客获得更多实惠。
资料图:上海虹桥火车站 赵江炜 摄旅客出行体验还有这些改进!
春运是人员流动规模最大、出行最为集中的时期。有旅客出行时担心“上不了车、转不了站、吃不好饭”的问题。
针对旅客上述担忧,国铁集团表示,铁路部门推出便民利民惠民服务举措,有效提升旅客出行体验。具体举措如下:
1、进一步扩大电子客票应用范围,在到站补票和列车补票业务环节全面实施补票电子化;完善12306消息通知机制,及时准确向已购票旅客推送列车停运和变更信息。
2、将开展互联网订餐的车站由55个增加到76个,覆盖全国绝大部分动车组列车和长距离普速列车。
3、安排站内便捷中转换乘服务的车站由80个增至100个,旅客换乘将更加便捷高效。
4、在全国3200余组动车组列车上推行“铁路畅行”扫码服务,旅客通过扫描座椅扶手上的“铁路畅行码”,可顺畅查询列车正晚点、运行位置、接续车次、交通接驳等出行服务信息。
这个春节,你回家吗?(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |