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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

体重突然增加？有可能是因为睡眠不足******

为什么明明感觉没多吃却胖了？

为什么辛辛苦苦跑步、跳操、跳绳

体重却一点没有下降？

是不是经常问自己

到底是哪个环节出了错

现在，请认真回想一下

最近是不是熬夜了

是不是手机、电视剧太好看了

导致你睡得一天比一天晚

如果是的

那么，你减肥失败、体重增加

有可能是因为睡眠不足

　　为什么睡得少会长胖？

　　睡眠不足会降低基础代谢。研究显示，如果熬夜一整晚不睡，第二天的基础代谢会下降5%，进食后的代谢率会降低20%，从而导致代谢消耗量减少。长时间睡眠不足还会使身体出现疲劳乏力、精神萎靡等症状，久而久之会影响到胰岛素的分泌，也会抑制脂肪的分解，从而出现身体发胖的现象。

　　睡眠不足影响激素分泌。北京大学人民医院（呼吸）睡眠医学科主任医师董霄松表示，睡眠不足皮质醇就会继续保持较高的分泌水平，这种分泌异常可能会导致暴饮暴食。还有研究发现睡眠不足导致超重与肥胖的发生，可能与瘦素、胃饥饿素之间的平衡被打破有关。睡眠时间不足会降低血清瘦素水平、升高胃饥饿素水平，增加饥饿感及食欲，增加胆固醇、饱和脂肪酸的摄入量。

　　睡眠不足会让人的食欲增加。数据显示，睡眠不足的人，每天吃的食物总热量要比那些睡眠充足的人高出22%！这可能是因为睡眠不足，会减弱大脑额叶的活动，进而会减弱我们的自控力，受食物的干扰会更加明显，也就更容易暴饮暴食。

图源：摄图网

　　长期睡眠不足对身体有什么影响？

　　内分泌紊乱。睡眠时间是分泌很多重要激素的黄金时间，如甲状腺激素、性激素、褪黑素等。

　　甲状腺激素水平过低，会导致皮肤变得干燥粗糙，影响体温调节，导致黏液性水肿等。性激素分泌不足，会让肌肤状态变差，女性卵巢囊肿、子宫内膜异位、子宫肌瘤、乳腺增生等妇科疾病的风险也会增加。褪黑素是身体抗氧化的重要激素，如果褪黑素无法分泌，可能会导致人体早衰。

　　阻碍人体代谢。晚上9点至凌晨1点是人体免疫系统最关键的时间，在睡眠状态下，吞噬细胞会主动吞噬坏死组织，进行新陈代谢，将坏死的组织、代谢产物排出体外。如果这段时间没有良好的睡眠状态，就会影响自身代谢。

　　降低免疫力、损害大脑。睡眠不足会降低白细胞吞噬能力，导致身体免疫细胞发生异常。免疫系统无法正常工作，身体就无法对细菌、病毒、癌细胞等进行抵抗，让疾病趁虚而入。同时，睡眠不足也会损伤人体认知功能，使人健忘、精神恍惚、注意力难以集中，对学习工作效率有非常大的危害。

　　怎样才能拥有高质量睡眠？

　　每个人的最佳睡眠时间不同，有的人睡觉6小时，一天都可以精力充沛。有的人必须睡满8小时，不然就无精打采。找到适合自己的最佳睡眠时间，每天按照习惯入睡，有利于提升睡眠质量。

图源：沧州市人民医院资讯号

　　晚上不宜大量吸烟饮酒。研究发现，成人饮酒与睡眠时间减少存在相互作用，增加了血糖异常的风险。吸烟的人，特别是在夜间吸烟的人，睡眠潜伏期更长，觉醒次数更多，睡眠质量更差，睡眠时间更短。建议不吸烟、限制饮酒，特别是在将要睡觉的时候，以获得健康的睡眠和最佳的代谢调节。

　　睡觉前2个小时不宜进食。因为在进食后，会引起胃部的血液循环增加，其他组织器官也会受到影响。特别是会刺激大脑，使得大脑出现兴奋症状，导致不能很快进入睡眠状态。

　　营造良好的睡眠环境。入睡时，卧室的温度和湿度要适当。卧室还要保持良好的卫生清洁状况，保证空气流通顺畅。夜晚要保持安静，拉上窗帘，使用舒服的助眠用品，缓解焦虑和压力。舒心的睡眠环境，有助于深度睡眠。

　　固定睡眠时间。每个人都有自己的生物节律，找准自己的生物钟，才能获得高质量睡眠。到底应该几点睡觉没有统一标准，不过，一般建议大家晚上10～11点入睡。可以设置个睡眠闹钟，每天晚上提醒自己“到点啦，该睡觉啦”！

　　参考资料：

　　睡眠不足不规律，可能真的会让人发胖[N]. 科技日报,2022-08-17(008).

　　睡眠不足或增加肥胖风险Nature子刊总结的改善睡眠几大策略[J].科学大观园,2022(22):34-35.

　　科普中国、健康时报、萧山疾控、沧州市人民医院资讯号等

　　整理：刘雪洁

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）