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彩神32024-05-26

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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

江西今年计划实施3527个省大中型项目 总投资4.42万亿元******

  中新网南昌1月12日电 (袁汝晶)2023年江西将充分发挥投资的关键作用 ,持续打好六大领域“项目大会战”,强力推进项目建设“四大攻坚行动” ,2023年初步计划实施3527个省大中型项目 ,总投资4.42万亿元左右,年度计划完成投资1.56万亿元左右。

  正在召开的江西省两会上 ,江西省发展和改革委员会主任张和平就江西省2022年国民经济和社会发展计划执行情况与2023年国民经济和社会发展计划草案作书面报告时如 是说 。

  张和平介绍 ,2022年,江西全力打好六大领域“项目大会战” ,常态化推进节假日“重大项目不停工、重点企业不停产”,强力实施项目建设“四大攻坚行动” ,特别 是面对疫情反复,努力做到“在建项目不停、施工强度不降 、开工时间不拖 、协调力度不减 、项目谋划不断” ,预计省大中型项目、省重点工程投资分别完成年度计划的125%、128%。

  “2023年,江西将充分发挥内需对经济增长的拉动作用,把实施扩大内需战略同深化供给侧结构性改革有机结合起来,持续激发内需潜力,力促经济回归潜在增长水平。”张和平表示,将深入实施扩大内需战略 ,巩固提升回稳向好态势。

  在基础设施方面 ,江西将以联网 、补网为重点 ,持续补足交通、能源 、水利等传统基础设施短板,开工建设通城至铜鼓高速、弋阳至南丰高速 、定南及南城通用机场、乐平水利枢纽等项目 。建成昌景黄高铁、南昌东站、信丰至南雄高速公路 、赣州港五云码头等项目,争取鄱阳湖水利枢纽工程尽快开工。

  在生态环保方面,江西今年将开工建设吉安雨污管网及配套基础设施 、共青城水环境综合治理 、赣州龙晟新材料退役锂电池综合利用 、上饶同鑫环保资源综合利用及环保设备制造等项目,建成新余生态环境产业综合处置利用 、靖安矿山整治生态修复 、抚州鑫科环保多金属资源回收综合利用等项目 。

  此外,2023年 ,江西还将培育壮大消费新业态新模式 ,积极发展首店经济 、首发经济、夜间经济 ,推进智慧商圈 、绿色商场、智慧商店示范创建 ,扩大城市一刻钟便民生活圈试点 ,促进直播电商、社群电商等新业态健康发展 。(完)

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