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
福建漳州:深入实施乡村振兴十大行动******
作为农业大市,近年来,福建漳州市深入实施乡村振兴十大行动重点任务,扎实推进乡村振兴试点示范项目建设,推动乡村产业、人才、文化、生态、组织全面振兴,巩固拓展脱贫攻坚成果,加快推进农业农村现代化。
“种业是农业的核心竞争力,是国家战略性、基础性核心产业。”在漳州市农业农村局一级调研员林德泓看来,乡村振兴需要持续加大对种业的支持力度,坚持品种与产业发展相结合,发挥良种支撑作用,加快推进农业农村现代化。
“漳州是农业大市,传统种植品种的经济价值渐渐低了,农户的收入也少了。农户要增收,发展优质品种尤其重要,好品种的效益能达到几倍甚至几十倍。”漳州市委副书记黄水木说,2022年,漳州市委、市政府启动了全市农业优新品种示范推广行动。2022年初,漳州市举办了农业优新品种推广行动研讨会和推介会,邀请中国科学院院士谢华安等13位种业领域的专家学者,经过充分研讨论证,遴选确定了100个漳州市适养适种优新品种。
针对每个优新品种,漳州各地分别指定1名专家“一对一”做好帮扶指导和提供技术咨询服务,定期组织专业技术人员、科技特派员深入各种养大户指导,做到良种良法两结合两促进。
2022年上半年,漳州市推广优新品种93个,立项示范片335个,完成全年立项计划任务197.06%,示范带动推广蔬菜、食用菌、水果、茶叶等种植面积12.4万亩,产值达到159.1亿元,新增产值11.7亿元。
眼下,漳州农业产业优势不断扩展,产业链条不断延伸,更多优质的特色农产品源源不断地从漳州大地产出。然而,对市场来说,只有形成品牌,才能基业长青。为此,漳州以“互联网+”“品牌+”的思维整合运营农产品,引导农业经营主体借助第三方电子商务平台或自建平台开设网店,拓宽农产品网络零售渠道,让农产品搭上“互联网快车”,让产品销往全国各地。
“产业区域特色的形成,以及品牌农业建设的不断加强,不仅提升了漳州农产品的美誉度,更给漳州农业带来了实实在在的经济效益。”黄水木说,截至目前,漳州市拥有中国名牌产品和名牌农产品各1个、福建名牌农产品(含加工品)156个、地理标志商标(产品)142件;共有23件涉农商标获得驰名商标保护,还有声名远播的平和琯溪蜜柚、白芽奇兰等8件地理标志商标。
乡村振兴关键在人。漳州依据《关于加强漳州市乡村人才振兴的八条措施》,加强乡村人才激励培养,推动教育人才资源向基层一线倾斜,支持人才向基层一线流动,鼓励引导各类人才投身漳州市乡村建设,加快培养造就一支懂农业、爱农村的乡村振兴人才队伍。
此外,漳州进一步选优配强市领导挂钩联系、驻村第一书记、市直单位党组织、乡村振兴工作队、科技特派员、市管干部乡村振兴指导员、乡村振兴金融指导员等“七支队伍”,壮大乡村振兴工作力量,让乡村更富更美。(本报记者 薛志伟 中国县域经济报记者 黄长秋)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)