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
“伴侣病了”成为一场对夫妻关系的考验******
最近,社交平台上的风向,从朋友圈分享“自己阳了的体验”,到关注“阳康”之后的知识科普,还有分享“阳了之后,伴侣的反应和行为”,也令大家思考亲密关系和“阳康”之后的人生感悟。“伴侣阳了”“家庭成员阳了”成为一场对关系的考验,从各个角度考察两个人是否是合适的伴侣,家人能否一起处理好琐碎的日常、承担生活的重压。中国心理卫生协会会员、国家二级心理咨询师张燕也通过亲身感受,与记者分享阳前、阳中、阳后的心理解读与感悟。
扬子晚报/紫牛新闻记者 张楠
“阳”之前,有人焦虑有人窃喜
阳之前的心理表现因人而异,有人出现“幻阳”焦虑,也有人产生自认“天选之子”的窃喜。
“开玩笑说自己是‘天选打工人’,别人都阳了,自己就是被留下来给全家人做饭的,或者被选中在单位干活的。这种调侃背后的心理,有一种在竞争环境中被特殊照顾、被优待的感觉。”张燕表示,也有不少人出现了焦虑心态,比如一直注重身材的人突然出现暴饮暴食,认为有正当理由让自己好好吃、好好睡了,但其实内心并没有“放开”,可能吃完之后就后悔了,这些都是阳之前出现的焦虑心态。
得了“哎呀株”的男同胞,更好命?
许多人对这样的段子深有共鸣——高烧40摄氏度的妻子仍戴着口罩在厨房烧饭,39摄氏度的娃活蹦乱跳,中的怕不是“跳舞株”之类,烧到38摄氏度的老公躺在床上“哎呀”声不断,感觉病得不轻。张燕表示,至于阳中的心理表现,许多人在朋友圈晒温度,引来许多朋友的关注,“卖惨”也是一种心理需要,被关注的感觉还不错。“大家调侃男同胞好像对病痛的耐受能力要弱一些,当身体出现状况时,对身边人会更苛刻,尤其是夫妻之间,觉得她不把自己放在心上,只顾着看手机。生病最脆弱的时候,看谁都不舒服。病人都有怀疑和否定的想法,产生没有人帮我,无助无望的情绪,更糟糕的想法都会产生,也很正常。这时候特别需要被看见、被照顾,像个婴儿一样。”
很多人阳了之后不会向伴侣寻求安慰和关怀,而是等待对方主动询问自己需要什么。如果对方无法“猜中”自己的心思,给不了满意的回应和照顾,就会失望,累积的怨念上升为对伴侣的不满和对关系的怀疑。这十分考验有没有在关系中建立起足够的安全感,是否缺乏对对方的信任。
生病和照顾病人不是一件单一的任务。这个场景下包含着很多问题的碰撞:两个人看待家务的态度,对疾病和政策的看法,处理突发问题的方式等等。重点还是要看是否有协调、求同存异的可能。
历经疼痛、怀疑、否定、无助、无望等种种复杂心理情绪,人们也由此对人生进行重新思考。张燕表示,其实人们一辈子都有被关爱的情感需求,需要家人对我们关爱照顾,结婚后移情,对父母的需要寄托在另外一半身上。但你会发现,夫妻相处,跟爸妈对自己的爱,还是有差别。有时候不会为对方委曲求全,也会招致怀疑,他爱我吗?这都是两性关系磨合中的正常阶段,每个人都会经历。”所以,面对新冠的考验,这时候对一个人好,往往更容易链接其情感。夫妻之间不妨利用危机,更好地表达情感,共患难和经历挫折,让情感更进一步。”
积极思考“生命的合作”
随着朋友圈陆续“转阴”,张燕认为,生活是变化的,大家要适应变化做好准备,迎接挑战。“我们会发现,关系和陪伴对我们来说无比重要。人生到底什么最重要,只有在最关键时刻,才能知道。平时我们马不停蹄工作,并创造价值,但在创造价值的同时,也不要忽略,更多安慰和陪伴家人,或许会带来幸福感和安全感。”
张燕说,“我们也充分意识到,生命需要合作,无论你是什么状态,都需要身边有人在,比如亲人,爱人,朋友。毕竟一个人的时间和精力有限,需要有同盟的人,需要与被需要,共同存在。在人际关系中,做好这一点,才能游刃有余。”因此,她建议,照顾好身边的人,提供服务和表达需要的事情,才能增进彼此感情。
另外,生活中有许多不确定性,我们努力的这个过程,可以扩大我们的生命质量。不妨多做一些可以让自己舒服,让身边的人开心的事情。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)