点击右上角
微信好友
朋友圈
请使用浏览器分享功能进行分享
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
坚持人与自然和谐共生 全球期待生物多样性治理新蓝图******
中新网蒙特利尔12月8日电 “中国在生物多样性保护上取得显著成效，在推动全球生物多样性保护方面发挥关键性的作用。”
当地时间12月7日，《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议(COP15)第二阶段会议“坚持人与自然和谐共生 共建清洁美丽世界”边会在加拿大蒙特利尔举办。与会国际人士对中国生物多样性保护的实践给予积极评价，并共同期待第二阶段会议通过“2020年后全球生物多样性框架”，开启生物多样性治理新征程。
联合国《生物多样性公约》秘书处执行秘书伊丽莎白·穆雷玛在边会上作主旨发言。尹灵 摄国际人士赞誉中国生物多样性保护成就
“中国在生物多样性保护方面取得了卓越成就。”联合国《生物多样性公约》秘书处执行秘书穆雷玛表示，作为全球最大的发展中国家，中国在生物多样性保护领域发挥着独特作用，走出了一条既提高人们生活水平，又较好地保护生态的发展道路，为发展中国家提供了可供效仿和学习的模式。
世界自然基金会全球总干事兰博蒂尼表示，中国积极参与世界环境保护进程，尤其是担任COP15主席国以来采取了一系列措施，令人感到非常振奋。“接下来两周，我们将听到更多关于中国经验的分享。”
中方代表表示，作为COP15主席国，中国举办这一边会，旨在进一步凝聚保护生物多样性全球共识，推动COP15第二阶段会议达成富有雄心、平衡、务实、有效、强有力且具变革性的“2020年后全球生物多样性框架”。
通过多年努力，中国生物多样性保护取得了显著成效，有效保护了90%的陆地生态系统类型和74%的国家重点保护野生动植物种群，新增森林面积居世界首位，300多种珍稀濒危野生动植物野外种群得到了很好的恢复。
“坚持人与自然和谐共生 共建清洁美丽世界”边会现场。 余瑞冬 摄中国的生物多样性保护直接受益于人与自然和谐共生的理念，形成了很多有益探索和实践。中国健全体制机制与政策制度，推动生物多样性保护主流化；积极推进以国家公园为主体的自然保护地体系建设，人与自然的关系由索取转变为守护；大力推进山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，形成全社会保护生态环境的强大合力；坚持绿水青山就是金山银山，建立健全生态产品价值实现机制。
世界资源研究所副总裁兼常务董事克雷格•汉森表示，中国过去十年在生物多样性保护上取得显著成效，包括划定生态保护红线，宣布设立昆明生物多样性基金、增加生物多样性保护资金等。
联合国前副秘书长索尔海姆表示，中国国家主席习近平提出“美丽中国”的理念，这一理念具有积极的意义，调动了民众的爱国情怀，使对自然的保护和热爱深入人心，并使自然保护成为一种向善的力量。
“就其体量和影响力而言，中国在推动全球生物多样性保护方面发挥关键性的作用。”保尔森基金会副主席兼总裁戴青丽指出，中国生物多样性丰富，珍稀物种繁多，对这些自然瑰宝的有效保护本身就是对全球生物多样性保护事业的巨大贡献。
期待通过全球生物多样性保护“新蓝图”
开启全球生物多样性治理新征程，是国际社会的热切期盼。COP15第二阶段会议的重要目标，是制定“2020年后全球生物多样性框架”，为2030年前乃至更长一段时间全球生物多样性治理擘画新蓝图。
此次边会由生态环境部环境与经济政策研究中心、中国新闻社主办，中国新闻网承办。中方代表表示，期待各方共同推动达成国际社会期待已久的、兼具雄心和务实平衡的“2020年后全球生物多样性框架”，遏制并扭转生物多样性丧失的严峻形势，走上通往人与自然和谐共生的美好未来。
加拿大环境与气候变化部国际关系助理副部长斯蒂芬·德波尔在边会上作主旨发言。尹灵 摄加拿大环境与气候变化部国际关系助理副部长斯蒂芬•德波尔表示，希望各方能共同努力，达成“2020年后全球生物多样性框架”，该“框架”将汇集全球各国的力量来遏制生物多样性丧失以及自然与生态系统的退化。
与会嘉宾围绕相关主题展开热议。索尔海姆表示，要牢记美丽家园的理念，制定保护自然的积极议程，必须与当地人合作。只有这样才能成功，才能创造人与自然之间的和谐共生。
对于未来十年如何拯救生物多样性，克雷格•汉森提出“生产、保护、减少、修复”的框架路径，这一策略不仅有助于满足人类需求和促进人类经济发展，也可保护所有形式的生命多样性，包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
戴青丽认为，此次会议肩负了重要的历史使命——凝聚全球共识、催生有力行动，有效遏制并扭转全球生物多样性丧失的趋势，避免全球生态走上穷途末路。全球每年生物多样性保护的资金缺口高达7000亿美元。为了填补这一缺口，必须双管齐下，在调动更多资源投入生物多样性保护的同时，减少破坏自然的政策和行为，例如有损自然的各类补贴和投资开发项目。
中方代表指出，展望未来，中国将推进实施生物多样性保护重大工程和生态系统保护修复措施，以自然之道，养万物之生，在保护自然中寻求绿色发展新机遇。同时，与世界各国一道，共同建设一个清洁美丽的世界。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
星耀彩票地图 |
)