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来源：大发平台2024-05-08 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

行走在深山里的“独行侠”******

　　(新春走基层)行走在深山里的“独行侠”

　　中新网柳州2月3日电题：行走在深山里的“独行侠”

　　作者孙赟飞夏阳春胡玄德

　　坐落在湖南省通道侗族自治县西部的牙屯堡站，是南宁铁路公安局柳州公安处融安站派出所管辖的一个四等火车站，这里地势起伏，山峰连绵。每天清晨，伴随着急促的火车鸣笛声，地处深山的牙屯堡小站迎来了当天的第一趟火车。吕志贤作为这个小站唯一的铁路民警，在天蒙蒙亮时，就开始了一天的工作。

　　今年45岁的吕志贤是南宁铁路公安局柳州公安处融安站派出所的一名民警。2020年1月，他主动申请到偏远的牙屯堡警务区，至今已三年了。牙屯堡警务区管辖着20多公里长的铁路线，沿途有10座桥梁、18个隧道，其中广西与湖南交界的彭莫山隧道有足足5公里长。

吕志贤在牙屯堡站立岗，迎接来往的列车。　夏阳春摄

　　吕志贤每天的工作是在铁路沿线开展安全巡查，对铁路路段两侧的防护栅栏、警示标志牌进行检查，对铁路沿线私搭乱建、行人有无穿越铁路、杂物、轻质飘浮物等安全隐患问题进行排查。完成这项工作，吕志贤每天需要步行8公里铁路线，开车巡逻15公里。

　　由于线路处在连绵山岭之间，蜿蜒的山路小道上经常会有蛇虫鼠蚁出现，吕志贤就准备了一根木棍，边走边敲打。“线路上有蛇都是常事，这些都不打紧，还是怕山林里的野蚊子，被叮上一口，一个礼拜都消不下去。”他说。

吕志贤爬上隧道口查看落石情况。　夏阳春摄

　　2月，牙屯堡山里的气温依旧很低，伴随着浓浓的雾气，线路两侧都结上了厚厚的冰。一旦结冰，上山的公路就会被封锁，吕志贤就只能徒步巡逻。警用大衣、大盖帽、装有热水的保温杯便成为吕志贤巡线路上最好的保暖措施。不论天气多么恶劣，道路多么难走，吕志贤都坚持按计划巡逻。他说：“也不怕这天有多冷，走着走着，身子不就暖和了，只有自己走过，才能放心。”

　　春运期间，线路周边的学生喜欢在放假期间到铁路周边玩耍。为了给铁路沿线学生普及铁路安全知识，吕志贤把牙屯堡附近的村落跑了一个遍。村落里，线路旁，他给孩子们讲授铁路安全常识，孩子们围着吕志贤好奇地问个不停。

　　此前有个调皮捣蛋的孩子跑到铁路上玩耍，被吕志贤抓了个正着，当下教育，可还是不放心，后来他去孩子家家访，才得知孩子父母离异，一个人跟着爷爷生活，生活状况特别贫困。“我们去到他家里家访，家里连件像样的家具都没有，更别说孩子的学习用具，都靠学校和同学之间资助。”每次到村落宣传，吕志贤都会专门为这个孩子买一些学习用品，过节的时候还带孩子来镇上添上几件新衣裳。他说：“要是能帮上忙就多做点，谁家没点难事。”

吕志贤进入村庄开展法治安全宣传。　夏阳春摄

　　吕志贤家在距离牙屯堡站直线距离120多公里的融安县城，其爱人潘菲是融安火车站的临时身份证制证窗口的工作人员，孩子一个刚上初中，一个还在上幼儿园。今年春节，因工作原因，吕志贤大年初二便离家回到牙屯堡站开展线路安全工作。对此，潘菲没有半点怨言。“他守护线路，我守护家。无论生活和工作多艰辛，只要夫妻同心，一定会把工作干好。”潘菲说。

　　今年春运是吕志贤在牙屯堡站值守的第四个春运，年前他守护着旅客回家团聚，年后他守护着旅客乘车复工奔向新的希望。“每次巡查爬上了山顶，看着满载旅客的列车平安通过时，我就觉得自己的工作充满了意义。”他说。

　　吕志贤甘于寂寞，甘于奉献，是深山里的最美“独行侠”。在其精心努力下，他的辖区创下了线路治安安全1095天的好成绩，辖区治安事件“零发生”。(完)

　　（文图：赵筱尘巫邓炎）

[责编：天天中]

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