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
首艘国产新造大型邮轮主要区域将覆盖5G网络信号 预计2023年交付使用******
中新网上海1月12日电 (记者 殷立勤)1月12日,中船邮轮旗下全能力邮轮运营公司——中船嘉年华邮轮有限公司所属的中国邮轮自主品牌—爱达邮轮(Adora Cruises)与中国电信股份有限公司上海分公司举行战略合作签约仪式,双方正式宣布将携手打造全球第一艘5G大型邮轮,实现首艘国产新造大型邮轮主要区域5G网络信号覆盖。
首艘国产新造大型邮轮主要区域将覆盖5G网络信号 爱达邮轮供图完善的网络和信息服务是提升邮轮体验的重要组成部分。爱达邮轮(Adora Cruises)与上海电信的强强联手,将实现大型邮轮的5G移动网络首覆盖和应用,开创全球首例“5G邮轮”先河。上海电信作为上海市信息化建设的主力军,全面融入创新技术手段,助力爱达邮轮(Adora Cruises)实现信息化硬件改造与软件服务升级,双方将游客需求植入精细化服务之中,打造更符合中国宾客需求的邮轮出行体验。船上搭载最先进的无线通讯技术,WI-FI6和手机5G网络可随心选择,用户船上的无线接入速率也将成倍提升,联网方式更加可靠、便捷和灵活。未来,随着中小卫星通信技术的发展,再结合邮轮上已部署的5G网络,爱达邮轮将为游客提供与陆地上完全相同的网络体验。
中船嘉年华邮轮有限公司首席执行官陈然峰表示:“在邮轮旅行过程中享受稳定、可靠、高速的网络服务对于中国游客来说非常重要。我们很高兴联手业内领先的5G运营商上海电信,通过不断的技术创新和业务模式创新,首占邮轮5G市场,逐步提升我们的宾客和船员的邮轮数字化通信体验,从网络布局、卫星通信到各种数字化应用,最终实现宾客在旅途中随时随地享受全方位多媒体实时交互,手机信号始终在线,对外沟通联络再无后顾之忧。”
中国电信股份有限公司上海分公司龚勃先生表示:“作为上海地区新一代信息基础设施建设者和城市数字化转型国家队,公司建有遍布全市、通达全国、连接全球的光纤、4G、5G、NB-IoT和卫星网络资源,拥有一支具备专业技术和服务能力的团队。双方首次共同合作在大型邮轮上建设5G网络,也充分体现了中国5G应用创新的全球领先地位,结合5G和卫星技术,我们将围绕网络通信、数字高清、AR\VR等内容服务,进一步提升宾客体验,共同推动旅游经济的高质量发展。”
爱达邮轮(Adora Cruises)融汇多元世界及中国文化精粹,从空间、美食、娱乐、购物等多维度入手,以“一船好戏”打造邮轮产业“中国标杆”。为持续构建品牌的独特体验,爱达邮轮(Adora Cruises)将依托邮轮建造供给端能力,在与上海电信合作建设邮轮5G网络的基础上,将充分运用数字化、网络化、智能化创新技术,打造海上沉浸式互动演艺、数字多媒体空间等新体验、新场景,促进邮轮服务和体验的创新升级。
目前,爱达邮轮(Adora Cruises)旗下首艘国产新造大型邮轮已完成全船贯通,总吨位13.55万吨,客房2125间,可载乘客5246人,预计将于2023年交付使用;第二艘国产新造大型邮轮也已正式进入设计和建造阶段。随着邮轮船队规模的扩充,爱达邮轮(Adora Cruises)将与上海电信合作部署更多“5G+”邮轮,构建中国邮轮产业的新生态体系,推动中国邮轮经济的可持续发展。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |