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
“老漂族”心理健康需重视******
近年来,一些老人为帮助远在他乡的子女带孩子而成为“老漂族”,其中不少人由于不适应新的生活环境而产生心理问题。本市心理咨询师杨秀华提示,子女要高度关注“老漂族”心理健康,多花时间与老人沟通,表现出足够的包容和体谅,给予老人更多的精神慰藉和情感支持。
“老漂族”主要是指那些年龄在50-70岁,为了帮助子女照顾孙辈,或为帮助子女发展事业,离开家乡,来到子女所在的城市生活的老人,能够和子女、孙辈生活在一起,是多么美妙的尽享天伦的画面,但环境的改变、社交的缺失和习俗的不同,以及医疗、出行等多方面的不便,让不少“老漂族”会感觉无所适从,感到孤单寂寞,还可能因育儿观念、生活方式等差异与子女产生矛盾,长此以往,很容易出现一些心理问题。
杨秀华提示,子女要有足够的包容和体谅,给予老人更多的精神慰藉和情感支持,多花时间与老人沟通交流,给父母足够的关注,给老人一个倾诉的出口。当父母刚从家乡来到新环境,要给老人一个适应的过程,积极帮助老人熟悉今后的生活环境,带着父母多到新地方转一转、走一走,讲讲新地方的生活习惯、传统习俗、市井民情等,让老人心里有数、做事有底。父母帮忙照看孙辈、打理家务,子女不能彻底放手不管、心安理得地享受父母的照顾,而是应该和父母分工合作,全家人一起创造和谐、轻松、幸福的生活。在节假日里,子女应该多带着父母和孩子到户外活动,丰富日常生活,避免父母的生活过于呆板单一;鼓励父母多参与社会活动,多结识新的朋友,拓展朋友圈,在新的环境中建立新的人际关系。
从老人的角度来说,很多“老漂族”都是为了帮助孩子更好地工作和生活,选择背井离乡,要有“既来之、则安之”的心态,转变旧有的养老观念,积极适应新环境。主动与孩子沟通交流,遇到烦恼和实际困难,不要憋在心里不说,及时和孩子沟通能解决不少问题。要主动融入周围环境,平时带孩子在社区、公园等地方玩时,多和年龄相仿的邻居、老人聊天,一起锻炼。现在社区经常举办各类活动,还有各类舞蹈、合唱等团队,老人可以多参与活动,在空闲时间学些自己感兴趣的事,逐渐积累新的朋友圈子,丰富自己的精神文化生活。平时多关注本地的新闻报道,多关注有关异地医疗、养老落户等方面的政策,维护自身的合法权益。当与子女在理念上出现差异时,多沟通、学习、倾听,积极学习新鲜事物。在节假日时,可以回老家探亲、放松身心。(记者刘波)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)