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来源：1分快3手机版APP2024-06-25 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

全国大部地区降水稀少冷空气影响北方地区******

　　中新网1月18日电据中央气象台网站消息，未来三天，全国大部地区降水稀少，天气以晴到多云为主，但在西藏东南部和西南部、青海南部等地的部分地区有小雨(雪)或雨夹雪。19日至20日，冷空气将影响我国北方地区，华北、东北地区及黄淮北部等地降温4～8℃，部分地区超过12℃。

　　昨日全国大部降水稀少西藏青海四川贵州等地出现弱雨雪

　　昨日08时至今日06时，全国大部地区降水稀少，西藏东部、青海东南部、川西高原北部、贵州北部及内蒙古东北部等地部分地区出现小雪或雨夹雪；内蒙古西部、甘肃西部、新疆南部等地部分地区出现扬沙或浮尘。

　　全国大部地区降水稀少

　　未来三天，全国大部地区降水稀少，天气以晴到多云为主，但在西藏东南部和西南部、青海南部、川西高原北部、重庆、贵州中北部、云南东部等地的部分地区有小雨(雪)或雨夹雪，其中，西藏东南部和西南部等地有中到大雪，局地暴雪。

　　冷空气影响北方地区

　　19日至20日，冷空气将影响我国北方地区，华北、东北地区及黄淮北部等地降温4～8℃，部分地区超过12℃，21日清晨东北地区北部局地日最低气温将接近或突破历史同期极值；内蒙古东部、东北地区东部等地部分地区有小雪，局地中雪。18日至19日，新疆南部、内蒙古中西部、甘肃中西部、青海北部、宁夏、陕西北部等地的部分地区有扬沙或浮尘，局地有沙尘暴。

　　20-22日，西南地区东部、江淮、江汉、江南、华南等地有小雨，华北北部、东北地区中南部、贵州北部及湖北西南部等地有小雪或雨夹雪。22-24日，还将有冷空气影响我国中东部地区，大部地区降温4～6℃，局地降温8℃以上。

　　未来三天具体预报

　　1月18日08时至19日08时，内蒙古中东部、黑龙江大部、吉林中部、西藏西部和东部、青海南部、川西高原北部、贵州西部、云南东北部等地部分地区有小到中雪或雨夹雪，其中，西藏东南部等地部分地区有大到暴雪(10～14毫米)。西藏东南部、四川盆地东部、重庆大部、贵州北部、云南中南部、海南岛大部、台湾岛东部等地部分地区有小雨。内蒙古中西部部分地区有4～6级风。东海南部海域、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡、南海大部海域、北部湾将有6~8级、阵风9~10级的偏北或东北风。新疆南部、内蒙古中西部、甘肃中西部、青海北部、宁夏、陕西北部等地的部分地区有扬沙或浮尘，局地有沙尘暴(见图1)。

图1 全国降水量预报图(1月18日08时-19日08时)

　　1月19日08时至20日08时，内蒙古中东部、黑龙江大部、吉林中部、辽宁北部、西藏西部和东南部、青海南部、贵州西部、云南东北部等地部分地区有小到中雪或雨夹雪，其中，西藏西南部等地部分地区有大到暴雪(10～15毫米)。西藏东南部、重庆南部、贵州北部、云南中东部、海南岛大部、台湾岛东部等地部分地区有小雨。内蒙古中部部分地区有4～6级风。渤海、渤海海峡、黄海大部海域、东海北部海域将有6~7级、阵风8级的偏北风。东海南部海域、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡、南海大部海域、北部湾将有6~8级、阵风9~10级的偏北或东北风(见图2)。

图2 全国降水量预报图(1月19日08时-20日08时)

　　1月20日08时至21日08时，内蒙古中东部、黑龙江南部、吉林中部、辽宁北部、新疆北部、西藏西南部和东南部、青海南部、贵州西部、甘肃南部、陕西南部、湖北西南部等地部分地区有小到中雪或雨夹雪，其中，西藏西南部和东南部等地部分地区有大到暴雪(10～18毫米)。西藏东南部、重庆大部、湖南西部、贵州北部、云南中东部、海南岛大部、台湾岛东部等地部分地区有小雨。内蒙古中西部部分地区有4～6级风。渤海、渤海海峡、黄海大部海域、东海北部海域将有6~7级、阵风8级的偏北风。东海南部海域、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡、南海大部海域、北部湾将有6~8级、阵风9~10级的偏北或东北风(见图3)。