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
西方“拱火”升级,普京换将,来头不小!******
中新网1月12日电(张乃月)当地时间1月11日,普京换将消息传出,俄军对乌特别军事行动总指挥一职,落到了俄军总参谋长格拉西莫夫头上。
在西方援乌武器不断升级的背景下,俄方这一动作有何深意?
资料图:格拉西莫夫。“最高水平的专业人士”
2022年10月,俄国防部宣布任命有着“末日将军”之称的苏罗维金担任俄特别军事行动总指挥,三个月后,俄国防部再次对这一职务作出调整。
可以看出,这次调整提高了特别军事行动的领导层级,根据俄罗斯官方的解释,原因有二:
1、与所需解决的任务规模扩大有关;
2、俄军需要组织各军兵种进行更加紧密的协同,提高联合部队各类保障的质量和管理效率。
那么,这次被委以重任的格拉西莫夫有何来头?
1955年,瓦列里·格拉西莫夫出生于喀山的一个工人家庭,毕业于喀山高等坦克指挥学校和俄罗斯武装部队总参谋部军事学院。
军事生涯之初,格拉西莫夫先后在波兰、俄远东、波罗的海国家和俄莫斯科军区服役,曾担任排长、连长、营长等基层指挥官。2006年起,格拉西莫夫历任列宁格勒军区司令、莫斯科军区司令。2012年,成为俄联邦武装力量总参谋长兼国防部第一副部长。
俄杜马议员索博列夫表示,格拉西莫夫曾长时间指挥俄最大的第58集团军,策划过大规模军事行动并经常取得成功,是“最高水平的专业人士”。据悉,格拉西莫夫获得过圣乔治勋章、“亚历山大·涅夫斯基”勋章、“祖国功勋”勋章,2016年被授予“俄罗斯英雄”荣誉。
2014年,格拉西莫夫曾被欧盟列入制裁名单。2022年,俄对乌发起特别军事行动后,格拉西莫夫又登上了美国制裁清单。
俄国防部2022年7月发布的图片中,俄军总参谋长兼国防部第一副部长格拉西莫夫(左)前往一指挥所,视察俄军参与特别军事行动的部队。俄罗斯《论据与事实报》称,2022年格拉西莫夫曾多次访问特别军事行动区,“非常了解乌克兰发生的事情”。还有西方媒体曾报道格拉西莫夫在伊久姆市遭暗杀未遂,乌总统办公室顾问阿列斯托维奇随后证明此事。
俄军事专家博卡德列夫曾表示,格拉西莫夫在第二次车臣战争中实际指挥过战斗并在多个大军区任职,是一位“有作战经验、有原则和被检验过的将军”。俄《共青团真理报》则称他“有很强的指挥能力和作出非标准决定的能力”。
俄《独立报》指出,从俄国防部发布的信息中可见,这次任命后,格拉西莫夫以俄联邦武装力量总参谋长身份出任特别军事行动总指挥,可能意味着俄政治领导层为军队设定了明确的任务——在特别军事行动中获胜。
西方军援承诺接踵而至
值得注意的是,俄方这次“换将”,正值一批西方国家再次宣布对乌克兰进行军援之际。
分析指出,由于乌克兰可能很快将开始从美国等北约国家收到大量重型武器,任命格拉西莫夫似乎意味着俄军将向进攻行动过渡。
资料图:美国飞机将军事援助物资运抵乌克兰基辅鲍里斯波尔国际机场。2023年初,法国总统马克龙在与乌克兰总统泽连斯基的通话中表示,法国将向乌克兰提供轻型坦克,成为首个提供这类军备给乌克兰的西方国家。
2022年乌克兰危机爆发以来,法国已为乌克兰提供最先进的火炮、装甲运兵车、防空导弹和防空系统。但由于担心激怒俄罗斯,马克龙此前一直没有答应为乌军提供更高性能的装备。法国国防部表示,法、乌国防部长将很快举行会谈。
德国总理朔尔茨此前曾向基辅承诺,将在2023年一季度内向乌克兰交付40辆“黄鼠狼”步兵战车和一套“爱国者”防空系统。
意大利外长也表示,意大利正准备向乌克兰提供新的一揽子军事援助,并就相关问题与法国展开讨论。
2022年12月首次宣布将向乌克兰提供“爱国者”防空导弹系统后,美国军方又在今年1月6日宣布了迄今“规模最大的一轮对乌军事援助”,总价值达28.5亿美元。
美加两国元首近期会晤后,加拿大总理称,将为乌克兰购买美国制造的“国家先进地对空导弹系统”(NASAMS)。加拿大或将“首次向乌克兰提供防空系统”。
俄取得数月来“最大胜利”?
2022年10月克里米亚大桥爆炸事件发生后,苏罗维金成为俄特别军事行动总指挥,乌克兰多地遭到导弹袭击,基础设施受到打击,多地频频拉响防空警报,紧急停电也一轮接一轮。
2022年11月16日,停电期间的乌克兰首都基辅。此后局势持续胶着,俄乌军方在巴赫穆特等方向接触线沿线上炮火不断。不久前的跨年之夜,乌军对顿涅茨克马克耶夫卡地区的俄军临时部署点进行火箭弹袭击,造成俄军89人死亡。
东正教的圣诞节期间,俄总统普京宣布停火36小时,以给予信教者进行宗教活动的机会。但普京的停火提议遭到乌方拒绝,美国方面则继续“拱火”,称“不相信”俄罗斯提议的停火背后的意图。
近期,激烈的交锋又在索列达尔展开,俄私人军事公司瓦格纳集团宣布夺控索列达尔全境。俄总统新闻秘书表示,索列达尔地区进展“积极”。
据悉,索列达尔位于阿尔乔莫夫斯克-谢韦尔斯克防线的中间,对乌克兰具有战略意义,乌军在这里打造了强大的防御工事。乌总统泽连斯基表示,索列达尔的战斗对乌军来说“极其艰难”。
《纽约时报》称,如果消息属实,这将是俄罗斯数月来的首次重大胜利。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |