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
“阳康”后盘点身体“健康资产”******
“阳康”后肺还好吗?咳嗽、头晕、用力时心慌、贫血……这些症状要不要紧?近期,针对“阳康”人群的体检需求,不少医院的体检中心纷纷推出为“阳康”市民定制的专项体检套餐,方便市民盘点身体“健康资产”。昨日,记者从医院获悉,专项体检套餐项目可根据体检者个体情况加减,价位在数百元到数千元不等,内容包括肺部CT平扫、超敏反应检测、心血管专项等,受到市民欢迎。
文/广州日报全媒体记者任珊珊 通讯员何旭鹏、林伟吟、周晋安
热门:有人体检时要求“自费加餐”肺部CT
“从去年12月底持续到现在,每天都有‘阳康’市民来咨询能否做些相关检查,每天少则十几人,多则数十人。”中山大学孙逸仙纪念医院体检中心主任陈庆瑜教授说,这些前来咨询的市民要么是在新冠抗原或核酸检测转阴后仍然有咳嗽、气短、胸闷、心慌、失眠等症状,要么是病后消瘦、食欲不佳、乏力、贫血、咽喉不适、嗅味觉减退、鼻炎发作或加重等。
记者从多家医院体检中心获悉,肺部CT成为不少单位团检的“热门项目”。一些参加单位团体体检的“阳康”者还会现场要求在团检的项目之外“自费加餐”,加做一些检测项目。“我抗原检测转阴十多天后依旧持续剧烈咳嗽,担心肺部功能没有恢复好。”白领柳女士说,在同事的建议下,她现场自费加做了肺部CT。据了解,像这样“自费加餐”的体检者并不少。
“核酸或抗原结果转阴并不等于真正的康复,我们的机体经过病毒的入侵后,器官功能会出现不同程度的损害,常见的有心肺功能、消化功能、免疫功能等,也有些人忧思过重,甚至出现心理问题,有必要通过对自己的‘健康资产’进行盘点来准确掌握身体的恢复状况。”陈庆瑜介绍,本着为市民解忧的原则,该院体检中心在原有检查项目的范围内,推出了“阳康”专项体检套餐。
联动:多科医生在线为“阳康”者定制检查检验项目
应近期市民“想在年度体检的时候看看身体恢复情况”的要求,中山大学附属第三医院在该院体检中心常规开展项目的基础上,由感染性疾病科、呼吸内科、心血管内科专家通过该院互联网医院,在线为“阳康”市民提供新冠感染后的身体机能全面评估,量身定制个性化的检验检查项目。市民可到医院体检中心或通过医院微信服务号、小程序“中山大学附属第三医院+”或医院APP“新冠体检门诊”开具检查项目。
“我‘阳康’半个月后想尽快恢复运动,但是稍微动一动就有点喘,担心心脏还没准备好。想做专项检查,但又不想去挤占门诊的医疗资源,也不知道该查哪些项目。”羽毛球爱好者李先生说,过年前为求一个心安,他在互联网医院线上咨询到相关专科的医生,选择心脏相关的体检项目,并进行了预约。听到“心脏功能正常”的体检结果后,李先生长出一口气,体检医生则建议他循序渐进地提升运动量。
提醒:“阳康”专项体检不能代替常规体检
陈庆瑜教授表示,“阳康”专项体检不能够代替全面的常规健康体检,个人体检可以通过体检中心公众号预约,有基础疾病和特别不适的人在体检时应提前向主检医生如实陈述,适当加减体检项目。
陈庆瑜表示,一般不建议免疫力相对较强、没有相应症状的年轻“阳康”者滥做肺部CT。
“我们发现,相当一部分体检者出现的问题不能归咎于新冠。”陈庆瑜介绍,这两年有些人体检不规律,导致摸不清自己的“健康家底”,把“阳康”后感受到的“不舒服”都归咎于新冠病毒感染。
此外,陈庆瑜特别提醒,一些高血压、高血脂、高血糖的慢病患者,用药控制较好,但在感染新冠病毒后自行停药或减少药量,停药后血脂反弹明显,而新冠病毒感染可能诱发血液高凝状态,加上天气原因可能导致脑梗甚至肺栓塞的发生。她建议,上述慢性病患者应坚持规律用药,不可擅自停药。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)