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
服务做在前头 化解矛盾源头******
在山西省阳泉市城区市政府大院社区党群中心会议室,屏幕上经常挂着一张巨大的网格图,上面有许多独特的符号。这些符号都密密麻麻标注在每一个住户的房号后面,代表着不同住户的不同特点。
“这些图案,都是我们工作的好助手。精细化的信息管理有助于我们发动各方,更好地了解居民需要、做好社区服务。”政府大院社区党总支书记董殿英说。
阳泉市政府大院社区开展一张网格强基础项目,把社区内的党建、综治、民政、信访和城管等各类网格统一整合成“一张网”,组建了6个“全科网格”党支部、46个微网格党小组,探索“信息收集、问题发现、任务分办、协调处置、结果反馈”一个记录的工作运行机制。志愿服务队伍和社会组织广泛参与社会治理,构建起“全科型”网格服务管理体系,打通社区治理“最后一公里”。
近两年,阳泉市不断推行“枫桥经验”,针对不同社区特点,优化社区服务,及时解决群众的诉求,把各类潜在矛盾化解在源头,打造了一批“枫桥家园”品牌社区。
走进阳泉市政府大院社区党群服务驿站,雨伞、报架、开水壶等物品一应俱全。顾客、商户、交警、环卫可以在这里休息,免费获得饮水、自助充电和雨伞借用等多项便民服务。不远处,还有一间便民屋,面向社区居民,里面摆放着铁丝、扳手、象棋、羽毛球拍等各种用品。
“这些能满足不少居民的应急需求。体育用品则是鼓励大家进行文娱活动,多锻炼、多交流!”董殿英笑着说,“干群关系融洽、群众之间关系拉近了,矛盾自然就少了嘛。”
阳泉市在做好社区服务的同时,还将矛盾化解的工作重心下移,在基层培养了一批将近千人的信访代理人队伍。
“经过培训,由社区干部兼任信访代理人,既是信息员,又是代理员、调解员。”阳泉市委副秘书长、信访局局长文武全说。
此前,阳泉市矿区赛鱼街道虎尾沟社区某小区出现房屋漏水问题,社区干部兼职信访代理员胡晓入户了解情况,多次主动到区住建部门、物业公司等有关单位了解房屋漏水及维修情况,并联系相关责任部门多次召开协调会,理清职责权限并确定维修方案,使事情在短时间内得到了圆满解决,成功化解了一起潜在的矛盾冲突。“精细化基层治理,我们让数据多跑路、群众少跑腿。”胡晓说。
同时,阳泉各个社区积极打造“大碗茶议事”“百姓讲理厅”等协商议事品牌,通过组织听证评议、集体研究等方式消除群众法律疑惑,避免矛盾纠纷扩大上交。根据个案情况,分别组织律师、心理咨询师、道德宣讲师等适时参与调解,及时释法说理,推动诉求解决,稳定居民情绪。
“目前,我们运用服务型理念、综合型手段、多元型主体和前瞻型举措,发动居民、党员、群团组织等各方力量共同参与打造了200多个‘枫桥家园’,矛盾纠纷排查率和化解率均居全省前列,群众获得感、满意度不断提升。”文武全说。(记者 郑洋洋)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)