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
香港篆刻家李玉生:冀望新一年“兔”飞猛进******
(新春见闻)香港篆刻家李玉生:冀望新一年“兔”飞猛进
中新社香港1月11日电 题:香港篆刻家李玉生:冀望新一年“兔”飞猛进
中新社记者 索有为
左手握一方印石,右手执一支刻刀,不使用印床来固定印石的香港篆刻家李玉生,娴熟使用冲、旋、转、剔多种刀法,在自己的工作室凝神聚力地创作着,在轻重缓急的节奏中,一只动态十足的小兔子跳跃欲出……
图为正在创作中的李玉生。 中新社记者 索有为 摄癸卯兔年春节来临之际,李玉生接受中新社记者采访时表示,在中国传统文化中,生肖兔代表的是宁静、善良、温和和活泼,尤其是刚刚过去的几年受疫情影响,人们更渴望早日走出疫境、生活祥和美好,他就决定创作一方生肖兔印章,来表达和传递这种愿望。
也正因如此,在这只生肖兔的下方,李玉生特意又刻上“兔年大吉”四个篆字,冀望新的一年“兔”飞猛进、万事如意、国泰民安。
图为李玉生治印生肖兔,冀望新的一年“兔”飞猛进、万事如意、国泰民安。 中新社记者 索有为 摄李玉生告诉记者,他钻研篆刻艺术是半路出家。他痴迷收藏近30年,在与陶瓷、玉器、书画等藏品打交道的过程中,走上艺术创作之路。他起初拜师雷少华和林坚璋学习书法,后又师从岭南画派大师赵少昂高足、著名画家卢清远和岭南画派名家伍月柳等人,研习多年后形成了自己格调清新的艺术风格。
“书画作品上的印章同样是一门高深的艺术。”李玉生说,美国学者威廉·罗肯特曾称赞中国篆刻艺术是“世界公认的最高艺术”,而篆刻家是“能使石头唱歌的艺术大师”,他潜心观察每一位名家的用印并从中领悟印章和书画作品的融合之美,继而又开始痴迷篆刻,在西泠印社名师邓昌成和西泠学堂林墨子导师的指导下学习篆刻。
此前学习书画的沉淀也给他的篆刻带来便利和灵感。“书法有笔法,篆刻有刀法,使刀如使笔。”李玉生说:“其实,在印石的方寸之间表达艺术语言需要严谨的推敲,需要人文的修养,方寸之间有大天地。”
在篆刻水平精进之后,他把创作思路转向了天下第一行书《兰亭序》,他要将《兰亭序》全文用印章表现出来。朱文白文灵活协调、边款用字摒弃雷同,李玉生潜心用力数月之久,终于将全文324字的《兰亭序》刻在了64方印章上,在拓印印屏时,李玉生为了作品的丰富性,又特意尝试了篆刻书圣王羲之的人物肖像,作品完成后受到名家的充分肯定。
图为李玉生介绍他创作的《兰亭序》全文印屏。 中新社记者 索有为 摄一发不可收的李玉生,又创作了《陋室铭》《心经》《爱莲说》等全文印屏,从人物肖像篆刻到象形物篆刻乃至鸟虫篆,也成为他在方寸天地间纵横驰骋的畅意表达。
在2022年中央援港抗疫期间,李玉生用篆刻来记录中央对香港的关心和内地医护人员逆行而上的付出,身着防护衣怀抱儿童的医护人员、运送抗疫物资的列车、方舱医院、中西医结合治疗等,都在他的刻刀下一一呈现,这幅以几十枚印章组成的《壬寅年香港抗疫印屏》,在香港抗疫美术作品展览中亮相,吸引众多人士观赏赞叹。
“香港与内地已经实现了首阶段‘通关’,很多三年没有和内地亲人团聚的香港市民已经北上,兔年里我也要去内地好好走一走,从中获得更多的灵感。”李玉生说,脸上写满期待,“祝愿大家在新一年‘兔’来运转、‘兔’飞猛进”。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |