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
走好新时代党的群众路线******
【深入学习宣传贯彻党的二十大精神】
作者:马正勇(广东省梅州市委书记)
我们党最大的政治优势是密切联系群众,党执政后最大的危险是脱离群众。群众路线是我们党的生命线和根本工作路线,是我们党永葆青春活力和战斗力的重要传家宝。《习近平谈治国理政》第四卷将“始终坚持人民至上”摆在重要位置,书中关于始终坚持人民至上的重要论述是走好新时代党的群众路线的生动表达。党的二十大报告指出,“全面建设社会主义现代化国家,必须充分发挥亿万人民的创造伟力。全党要坚持全心全意为人民服务的根本宗旨,树牢群众观点,贯彻群众路线”。迈上新征程,必须坚定不移贯彻党的群众路线,始终同人民群众站在一起、想在一起、干在一起。
让群众真正说得上话,防止政策制定脱离群众。习近平总书记指出,好的方针政策和发展规划都应该顺应人民意愿、符合人民所思所盼,从群众中来、到群众中去。党的二十大吹响了全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴的进军号角。民之所望,政之所向。深入把握人民群众需求的新变化,是做好新时代各项工作任务的重要前提。在工作中,我们要深入基层一线调查研究,坚持面对面的工作方式,多问政于民、问计于民、问需于民,针对不同地域、不同年龄、不同群体的不同需求,倾听不同声音,提高工作的精准性,不可寄希望于一把钥匙开一万把锁。群众在哪里?在背街小巷里、乡村田野中、工厂车间内。因此,我们制定政策征求意见时,要深入基层一线、城乡社区、田间地头,虚心听取群众的所思所盼所愿。在群众面前,我们要做小学生,自觉以人民为师,向能者求教,向智者问策。
让群众真正得到实惠,防止工作落实脱离群众。习近平总书记反复强调,人民对美好生活的向往就是我们的奋斗目标。党员领导干部要时刻牢记共产党就是给人民办事的,为官一任要造福一方,把人民群众是否真正得到实惠作为工作落实的重要判断标准,让人民群众的生活一天比一天好,一年比一年好。特别是对于经济欠发达、发展不充分地区,加快发展、改变落后是群众的最大期盼和心声,要坚定不移狠抓发展第一要务,从“过日子思维”转向“发展思维”,从“投入思维”转向“产出思维”。一方面,推进共同富裕,人人都有责,要共同把“蛋糕”做大做好。紧紧依靠群众推动发展,充分发挥群众的主人翁精神和主体作用,引导群众积极主动参与发展实体经济和推进乡村振兴工作,让群众持续稳定就业创业,不断鼓起钱袋子、过上好日子。另一方面,实现共同富裕,人人都有份,要共同把“蛋糕”切好分好。进一步完善分配制度,坚持按劳分配为主体、多种分配方式并存,让群众充分共享改革发展成果,使老百姓的获得感更有成色、幸福感更可持续、安全感更有保障。对于梅州而言,要把资源要素优先用到“打粮食”项目上,特别是要落实好梅州对接融入粤港澳大湾区加快振兴发展总体方案,建设赣闽粤原中央苏区对接融入粤港澳大湾区振兴发展先行区,推动梅州加快振兴、共同富裕,既为大湾区建设拓展经济腹地,又为革命老区融湾探索路径。
让群众语言真正展示力量,防止政策宣传脱离群众。习近平总书记在各类会议、各种场合讲话中经常使用群众喜闻乐见的语言,比如用“小康不小康,关键看老乡”来诠释全面建成小康社会,用“鞋子合不合脚,只有穿的人才知道”来阐述一个国家发展道路的选择,用“缺钙”“软骨病”来比喻理想信念的缺失……这些语言都是群众语言,非常接地气,真正说到老百姓的心坎里去。文风就是作风,言之有物、表达清晰、通俗易懂,才能让人民群众看得懂、记得住、信得过、用得上,才能提升党委政府的公信力和执行力。我们在制定文件、撰写文章时,要尽可能用深入浅出、朴实简练的文字,让群众愿意看、看得懂。不能夸夸其谈、洋洋洒洒一大堆,看似术语规范、措辞准确,细细琢磨却空洞无物。我们在宣传政策、做群众思想工作时,要多说大白话、大实话,用人民文字连接人民,用群众语言做群众工作,让群众乐意听、听得进。我们要走好新时代党的群众路线,走出“舒适圈”,少点“官气”、多接“地气”,主动到田间地头走一走,到群众家中坐一坐,同老百姓坐在一条板凳上,察民情、顺民心、办民事。特别是进入互联网时代,我们要善于掌握网络用语,善于运用新颖有趣方式,多借助新媒体新平台,生动地宣传党的理论路线方针政策和地方发展的定位目标思路举措。
群众无小事,枝叶总关情。能否走好新时代党的群众路线,对党员干部而言是为民精神与服务意识的“试金石”。每一名党员干部心中必须始终为群众留一把“椅子”,与群众思想同心、目标同向、事业同创,始终保持同人民群众的血肉联系,人民群众才会听党话、感党恩、跟党走。
《光明日报》( 2022年12月30日 06版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)