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来源:家彩网平台2024-01-01 17:48

  

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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

激发当代青年的斗争精神******

  作者:樊小杰(南京航空航天大学)

  习近平总书记在党的二十大报告中强调:“广大青年要坚定不移听党话、跟党走,怀抱梦想又脚踏实地,敢想敢为又善作善成,立志做有理想、敢担当、能吃苦、肯奋斗的新时代好青年”。以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴,前途光明,任重道远,当代青年重任在肩。高校要深入研究青年成长规律和时代特点,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,引导青年激发斗争精神,明确斗争方向,增强斗争意志,提高斗争本领,让青春在全面建设社会主义现代化国家的火热实践中绽放绚丽之花。

  坚定理想信念,明确斗争方向。一百多年来,一代代青年在党的领导下,凝聚在共产主义、社会主义旗帜下,为实现民族独立、人民解放和国家富强、人民幸福而贡献力量。崇高理想信念犹如明灯,指引广大青年攻坚克难、坚定前行。要用党的科学理论武装青年,用党的初心使命感召青年,向青年讲清楚中国共产党为什么能、马克思主义为什么行、中国特色社会主义为什么好,让青年从内心深处厚植对党的信赖、对中国特色社会主义的信心、对马克思主义的信仰。引导青年明确坚持中国共产党领导和我国社会主义制度不动摇是敢于斗争的大方向,坚定不移听党话、跟党走,坚持道不变、志不改,始终站稳人民立场,把忠诚书写在党和人民事业中。

  汲取精神滋养,增强斗争意志。敢于斗争、敢于胜利,是党和人民不可战胜的强大精神力量。在党的领导下,一代代青年顽强拼搏、不懈奋斗,展现出无所畏惧、攻坚克难的昂扬斗争精神。我们党的奋斗历史,中国青年为实现民族复兴奋勇争先的光荣历程,是当代青年增强斗争意志的最好教科书和营养剂。要充分利用这些宝贵资源,既梳理清楚历史脉络又抓住生动鲜活细节,既讲波澜壮阔的斗争历史又讲当前复杂严峻的斗争形势,把典型事件、人物、精神转化为教育教学的生动素材,为青年敢于斗争、善于斗争提供精神滋养和思想支撑。引导青年深刻认识到,我们通过不懈斗争取得了举世瞩目的成就,更要靠顽强斗争打开事业发展新天地,从而坚定敢于斗争的意志品质,不断增强志气骨气底气,做到不信邪、不怕鬼、不怕压。

  砥砺奋斗行动,提高斗争本领。习近平总书记指出:“当代中国青年生逢其时,施展才干的舞台无比广阔,实现梦想的前景无比光明。”实现梦想,必须勇于奋斗。广大青年要把实现个人理想融入全面建设社会主义现代化国家的时代洪流中,在脚踏实地的奋斗中不断提高斗争本领,用青春和汗水为党和国家事业作出更多贡献。引导青年到祖国和人民需要的地方,努力“向下扎根”,到艰苦环境和基层一线去担苦、担难、担重、担险,经风雨、见世面、壮筋骨,在实践锻炼中提高攻坚克难的本领、创新创造的本领、化解矛盾风险的本领,把发扬斗争精神体现在做好每一件事、完成每一项任务、履行每一项职责中,在向着民族复兴宏伟目标的接力跑中跑出属于这一代青年的好成绩。

  (文图:赵筱尘 巫邓炎)

[责编:天天中]
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