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
上海新增本土确诊病例234例和本土无症状感染者2780例******
中新网5月10日电 据上海市卫健委微信公众号消息,2022年5月9日0—24时,上海市新增本土新冠肺炎确诊病例234例和无症状感染者2780例,其中156例确诊病例为既往无症状感染者转归,78例确诊病例和2775例无症状感染者在隔离管控中发现。新增境外输入性新冠肺炎无症状感染者3例,均在闭环管控中发现。
本土病例情况
2022年5月9日0—24时,新增本土新冠肺炎确诊病例234例,含156例由既往无症状感染者转为确诊病例。新增治愈出院847例。
病例1—病例14,居住于浦东新区,
病例15—病例19,居住于黄浦区,
病例20—病例31,居住于徐汇区,
病例32—病例38,居住于静安区,
病例39—病例44,居住于普陀区,
病例45—病例56,居住于虹口区,
病例57—病例65,居住于杨浦区,
病例66—病例69,居住于闵行区,
病例70—病例76,居住于宝山区,
病例77,居住于嘉定区,
病例78,居住于松江区,
均为本市闭环隔离管控人员,其间新冠病毒核酸检测结果异常,经疾控中心复核结果为阳性。经市级专家会诊,综合流行病学史、临床症状、实验室检测和影像学检查结果等,诊断为确诊病例。
病例79—病例84,居住于浦东新区,
病例85—病例115,居住于黄浦区,
病例116—病例124,居住于徐汇区,
病例125,居住于长宁区,
病例126—病例140,居住于静安区,
病例141,居住于普陀区,
病例142—病例160,居住于虹口区,
病例161—病例179,居住于杨浦区,
病例180—病例188,居住于闵行区,
病例189—病例206,居住于宝山区,
病例207—病例222,居住于嘉定区,
病例223—病例228,居住于松江区,
病例229、病例230,居住于青浦区,
病例231,居住于奉贤区,
病例232—病例234,居住于崇明区,
为此前报告的本土无症状感染者。经市级专家会诊,综合流行病学史、临床症状、实验室检测和影像学检查结果等,诊断为确诊病例。
2022年5月9日0—24时,新增本土死亡病例6例。平均年龄79.5岁,最小年龄65岁,最大年龄90岁。6位患者合并有严重的多脏器慢性基础疾病及晚期肿瘤,包括肺癌晚期、冠心病、高血压3级(极高危)、脑梗死及后遗症、阿尔兹海默症、糖尿病、肾功能不全等。患者入院后,原发疾病加重,经抢救无效死亡。死亡的直接原因均为基础疾病或恶性肿瘤。
本土无症状感染者情况
2022年5月9日0—24时,新增本土无症状感染者2780例。
无症状感染者1—无症状感染者567,居住于浦东新区,
无症状感染者568—无症状感染者944,居住于黄浦区,
无症状感染者945—无症状感染者1051,居住于徐汇区,
无症状感染者1052—无症状感染者1103,居住于长宁区,
无症状感染者1104—无症状感染者1473,居住于静安区,
无症状感染者1474—无症状感染者1516,居住于普陀区,
无症状感染者1517—无症状感染者1754,居住于虹口区,
无症状感染者1755—无症状感染者2109,居住于杨浦区,
无症状感染者2110—无症状感染者2424,居住于闵行区,
无症状感染者2425—无症状感染者2561,居住于宝山区,
无症状感染者2562—无症状感染者2691,居住于嘉定区,
无症状感染者2692,居住于金山区,
无症状感染者2693—无症状感染者2711,居住于松江区,
无症状感染者2712—无症状感染者2764,居住于青浦区,
无症状感染者2765—无症状感染者2769,居住于奉贤区,
无症状感染者2770—无症状感染者2775,居住于崇明区,
均为本市闭环隔离管控人员,其间新冠病毒核酸检测结果异常,经疾控中心复核结果为阳性,诊断为无症状感染者。
无症状感染者2776,居住于浦东新区,
无症状感染者2777,居住于黄浦区,
无症状感染者2778,居住于静安区,
无症状感染者2779,居住于嘉定区,
无症状感染者2780,居住于青浦区,
在风险人群筛查中发现新冠病毒核酸检测结果异常,即被隔离管控。经疾控中心复核结果为阳性,诊断为无症状感染者。
境外输入病例情况
2022年5月9日0—24时,无新增境外输入性新冠肺炎确诊病例。
境外输入性无症状感染者情况
2022年5月9日0—24时,新增境外输入性无症状感染者3例。
无症状感染者1为中国籍,在喀麦隆工作,自喀麦隆出发,经法国转机,于2022年4月22日抵达上海浦东国际机场,入关后即被集中隔离观察,其间例行核酸检测异常。经排查,区疾控中心新冠病毒核酸检测结果为阳性。综合流行病学史、临床症状、实验室检测和影像学检查结果等,诊断为无症状感染者。
无症状感染者2为中国籍,在加拿大留学,自加拿大出发,于2022年5月2日抵达上海浦东国际机场,入关后即被集中隔离观察,其间例行核酸检测异常。经排查,区疾控中心新冠病毒核酸检测结果为阳性。综合流行病学史、临床症状、实验室检测和影像学检查结果等,诊断为无症状感染者。
无症状感染者3为中国籍,在美国留学,自美国出发,于2022年5月7日抵达上海浦东国际机场,入关后即被集中隔离观察,其间例行核酸检测异常。经排查,区疾控中心新冠病毒核酸检测结果为阳性。综合流行病学史、临床症状、实验室检测和影像学检查结果等,诊断为无症状感染者。
3例境外输入性无症状感染者已转至定点医疗机构医学观察,已追踪同航班密切接触者14人,均已落实集中隔离观察。
2022年5月9日0—24时,解除医学观察无症状感染者7673例,其中本土无症状感染者7672例,境外输入性无症状感染者1例。
2022年2月26日0时至2022年5月9日24时,累计本土确诊56155例,治愈出院49590例,在院治疗6012例(其中重型401例,危重型77例),死亡553例。现有待排查的疑似病例0例。
截至2022年5月9日24时,累计境外输入性确诊病例4594例,出院4580例,在院治疗14例。现有待排查的疑似病例0例。