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
多地公布2023民生清单 这些事被重点关注!******
中新网北京2月2日电(记者 袁秀月)2023年,各地政府要重点办哪些民生实事?随着2023年省级两会落下帷幕,各地政府工作报告中的民生实事清单受到外界关注与讨论。
最近,多地还陆续出台相关文件,推动重要民生实事项目落实落地。其中,养老服务、婴幼儿托育、生育支持政策、就业等成为高频词。
资料图:江苏无锡,一家养老机构内欢声笑语。周贤览 摄多地推进养老服务设施建设 大量增加养老床位
“一老一小”关乎千家万户,观察各地公布的民生实事清单可以看到,养老服务、婴幼儿托育、教育助学等关乎老人和孩子的话题占据相当篇幅。
在养老服务方面,多地都给出了具体的目标数字。比如,河南的政府工作报告中提到,完成6万户特殊困难老年人家庭适老化改造。内蒙古的政府工作报告中提到,新建乡镇养老服务中心和村级养老服务站2350个,对200所农村互助养老幸福院服务功能进行拓展提升。
江西的政府工作报告中则提到,新增家庭养老床位1.3万张。吉林的50项民生实事中包括,建设100个综合嵌入式社区居家养老服务中心和100个社区老年食堂。而浙江的民生实事清单中提到,新增认知障碍照护专区床位8000张、持证养老护理员6000人。
记者注意到,多地的措施都集中在社区养老、居家养老方面,从加强养老服务设施建设,到建设养老床位、社区老年食堂,再到老年人家庭适老化改造,大多通过推进硬件设施建设,来满足老年人的养老需求。
也有部分地区着重“软件”,如提升养老服务人才队伍素质、发展养老事业和养老产业、构建城市居家社区“15分钟养老服务圈”等。
资料图:社区“宝宝屋”里,专业育儿师带着孩子做游戏。江宁路街道供图多地增加托位、学位 最高达10万个
在减轻生育、养育和教育负担方面,多地都提出要增加托育机构、婴幼儿托位、学位等。
如《河北省2023年民生工程实施方案》提到,创建标准化示范性托育机构300家。山西的民生实事清单中提到,每个县建设1所80—150个托位的示范性公办综合托育机构。
河南的政府工作报告中提到,新增公办幼儿园学位10万个。“湖北省2023年10大民生项目清单”中提到,新增3岁以下婴幼儿托位4万个,新增公办幼儿园学位1.5万个。宁夏提出,每千人托位数达到2.4个。《北京市2023年办好重要民生实事项目分工方案》中则提到,支持有条件的幼儿园招收2-3岁幼儿,新增托位6000个。
多地还提出,要优化完善生育支持政策。其中,四川的政府工作报告中提出,发展集中管理运营的社区托育服务。宁夏的政府工作报告中提出,完善三孩生育配套措施,试行宁夏户籍生育二孩及以上家庭发放育儿补贴金制度。天津的20项民心工程中提到,实施积极生育保险政策,统筹提高生育保障待遇,支持灵活就业人员参加生育保险并享受待遇。
在义务教育方面,多地都提出要新建、改扩建义务教育学校,增加学位。如福建《二○二三年省委和省政府为民办实事项目》中提到,新增义务教育公办学校学位5万个。浙江的民生实事清单中提到,新改扩建公办中小学校100所,新增学位8万个。
《北京市2023年办好重要民生实事项目分工方案》中提到,新增中小学学位2万个,扩大教师交流轮岗比例,持续开展小学暑期托管服务。
1月31日,求职者在江苏省零工市场大厅内的企业招聘台前咨询。 中新社记者 泱波 摄“确保每个家庭至少有一人稳定就业”
2023届全国高校毕业生预计达到1158万人,同比增加82万人。稳就业保就业至关重要,多地的民生实事清单中,都提到落实就业优先政策,“把促进青年人特别是高校毕业生就业摆在更加突出位置”。
如河北提出了“全省城镇新增就业86万人”的目标任务,上海提出了“新增就业岗位55万个以上”的目标任务,等等。
针对高校毕业生,多地还出台相关措施,如鼓励基层就业、返乡创业等。甘肃的政府工作报告中提到,支持1万名未就业普通高校毕业生到基层就业。
湖北提出,扶持大学生创业项目600个以上,新增高校毕业生留鄂来鄂就业创业40万人以上,新增返乡创业5万人以上。
宁夏提出,对毕业两年内初次创业学生给予创业补助,支持城市灵活就业人员从事电商、快递、送餐、家政等行业,新增创业担保贷款10亿元以上,培育创业实体9000个。
对于就业困难人员,多地的民生实事清单也有提及。如宁夏提出,开发城乡公益性岗位9000个,“确保每个家庭至少有一人稳定就业”。
辽宁的政府工作报告中提到,加强困难群体就业帮扶,确保零就业家庭动态清零,严防规模性失业风险。山西则提出,推动公益性零工市场县县全覆盖,让零工等活不再“站马路”。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |