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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
新疆戈壁滩上的“测天哨兵”:平均10天遭遇一场8级以上大风******
(新春走基层)新疆戈壁滩上的“测天哨兵”：平均10天遭遇一场8级以上大风
中新网新疆福海1月12日电 (李志宏 玉素甫·吐尔公)驱车从新疆阿勒泰地区福海县城一路向东，穿过挂着雾凇的沙枣林，路过披着晨雾的村庄，挺进戈壁滩风景渐显荒凉。近日，记者探访了新疆唯一的大气本底站——中国气象局阿克达拉区域大气本底站。
位于新疆阿勒泰地区福海县的阿克达拉区域大气本底站，是新疆目前唯一的大气本底站，也是中国7个国家大气本底站之一。目前，站内有11名工作人员，8名都是“90后”，他们不仅远离城市繁华，平均每10天还要遭遇一场8级以上大风。
“因阿勒泰地区空气质量良好，且地处我国天气系统上游，2002年阿克达拉区域大气本底站被中国气象局遴选为区域大气本底站。经过10年科学论证，2012年获中国气象局正式批复。目前承担地面观测、气溶胶、反应性气体和温室气体观测等40多种常规业务。”阿克达拉区域大气本底站站长王建林说。
阿克达拉区域大气本底站承担地面观测、气溶胶、反应性气体和温室气体观测等40多种常规业务。 新疆气象局供图“阿克达拉”为哈萨克语，意为“荒凉的戈壁滩”，建设在这里的大气本底站方圆50公里皆为冲积平地和戈壁，最近的村庄也在5公里之外。王建林说，大气本底站的监测，要求在“相对清洁”的大气环境中进行，其监测结果才能代表受人为影响最小的大气。为了确保这份“相对清洁”，站里的食堂建在距离观测场300多米外的西北角，每天炒菜都要少放油，取暖和其他生活保障全都使用清洁能源。这些天气系统上游的“测天哨兵”，一年四季在戈壁滩上工作生活。
每天7时，阿克达拉区域大气本底站的“测天哨兵”们就开始工作了。由于地处偏远，停电是“家常便饭”。“每次停电，一些设备就会出现不可预料的故障，因此，我们要求观测员在停电后一分钟到岗。”王健林说。
在别人眼里，气象观测员们就是“数据的搬运工”，实则不然。根据《气象高质量发展纲要(2022—2035年)》要求，阿克达拉区域大气本底站要提升大气本底观测计量标校业务能力，完成提升温室气体观测业务质量等17项目标考核任务，颇具科技“含金量”。2022年，该站新增11台先进监测仪器，对管理、巡检、维护提出更高要求。王建林带领观测员们争分夺秒制定规范流程、熟悉仪器设备，在不到一个月的时间内让仪器发挥出应有的效益。
谈及对新年的期冀，王建林决心在这里干到退休，他的新年愿望是希望早日建成科研室，让年轻人在一个比较舒适的环境里潜心钻研业务，快速锻炼成长成才。“00后”董垠希是站里最年轻的观测员，工作不到一年的她已经加入“阿克达拉黑炭气溶胶和SO2浓度变化研究”团队，她希望瞄准气溶胶与呼吸道疾病这一方向开展相关研究，争取自己主持课题。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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