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
春运遇降温,1月以来羽绒服销量同比上涨逾50%******
日前,受强冷空气及南支槽影响,我国大部地区出现了雨雪及大风降温天气。我国多地区气温先后下降8~12℃,各地地方气象台也相继发布寒潮预警。
与此同时,春节前夕,受寒潮影响,消费趋势上也出现了明显的变化,保暖消费与年货消费一起成为人们关注的重点。特卖电商唯品会相关数据显示,1月以来,羽绒服、保暖内衣、电暖器等保暖用品在平台上的热度持续走高。
每到冬季,羽绒服都是不少人的购物首选,2023年同样不例外。不过,不同于往年,现在市面上销售的羽绒服有所不同。2022年年初,我国发布了GB/T14272-2021《羽绒服装》标准(下称“新国标”),并于2022年4月1日正式实施。其中,新国标明确把“含绒量”修改为“绒子含量”。新国标的起草单位包含波司登、雪中飞、艾莱依、雅鹿等行业头部公司,森马、耐克、七匹狼等服饰企业也参与其中。
根据新的《羽绒服装》标准,只有绒子含量不低于50%,才能称为羽绒服。绒子是一朵羽绒中最优质的部分,直接发挥保暖作用;羽丝、绒丝则是朵绒掉下来的单丝,没有蓬松感。简单来说,“羽绒=绒子+羽丝、绒丝”。就同样的充绒量而言,绒子含量高,保暖性更强;绒子含量低、绒丝与羽丝含量高,容易出现“不保暖且容易漏丝”等问题。
业内人士认为,新国标能改善、解决羽绒服常出现的钻毛问题。因为钻毛主要和里衬品质及绒子含量相关,里衬品质越好、含绒量越高越不容易钻毛。此外,新国标的实施也有利于进一步提升国产羽绒服整体品质,增强其市场竞争力。
新标准背后,牵动的是千亿元级别的市场。中国服装协会发布的数据显示,2015年至2021年,中国羽绒服市场规模从767亿元增长至1562亿元,年均复合增速达到12.6%,高于整体服装市场,有机构估计 2022年这一数字超过到1600亿元。
记者搜索各大电商平台发现,诸多相关品牌目前已经换上了新标。在羽绒服新国标实施的首个旺季近一个多月来,不少品牌羽绒服的销量持续增加。
唯品会数据显示,1月以来羽绒服销量同比上涨50%以上,运动羽绒服销量同比翻倍。在天猫上,服饰向来是重头,在近期冬装的销售中,羽绒服品牌占比近半,除冠军波司登外,鸭鸭超越优衣库跃居第二,雪中飞重进前五,雅鹿上榜排名第九。
除了羽绒服外,其他保暖产品也一样热销。不过,根据平台提供的信息,不同地域不同的御寒方式也是多样化。
唯品会数据显示,近两周来,北京市民在御寒方面更多选择保暖内衣,保暖内衣销量平均增长60%以上。上海消费者则更青睐电热毯,电热毯销量同比增长30%以上。成都消费者钟爱购买羽绒服,女/男式羽绒服在当地位居销量前两位。在广州,女式大衣的销量同比猛增59%,儿童毛衣销量同比增长83%。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)