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
对话丨韩旭:感谢国际篮联盛赞 会向下一个目标前进******
澳大利亚女篮世界杯结束已近一个月,在悉尼放松了几天后,中国女篮队员早已相继回国。接受采访时,队内中锋韩旭将开启假期生活。
酒店隔离期间,她难得寻觅了一段闲暇时光。保持体能外,韩旭向网友们分享了常用好物,不时也展露绘画天赋。
图片来源:韩旭微博“想把驾照考下来,如果还有机会去海外打球,自己开车更方便。”谈起假期将至,韩旭饶有兴致地说道。
她的另一个计划,便是与家人团聚。从年初征战世预赛开始,韩旭今年还没回过家。世界杯决赛赛后,她与父亲韩发顺进行视频连线。看着佩戴银牌的女儿,父亲欣慰地表示,“快点回家,你妈妈给你包饺子。”
今年是韩旭进入国家队的第4个年头,也是第2次踏上世界杯赛场。在国际篮联看来,她是对“天才球员”的完美诠释。一路走来,这个爱笑的女孩也曾对峙低谷,只为与平庸相斥。
成长·清华附中
出身篮球世家的韩旭,很早便接触了这项运动。学生时代,她身高远超同龄人。“父母带给我运动的快乐,自己才会喜欢上体育。”她回忆道。
小学毕业后,11岁的韩旭独自来到北京,在清华附中度过了6年中学时光。日复一日的训练中,她的个头蹿到2米以上。
图片来源:受访者供图“下午课程结束后,直奔篮球场开始训练。有时吃饭、洗澡的时间只有40分钟,就需要上晚自习。这样一天过去,第二天又会开始。”
球场上颇为辛苦的经历,让韩旭的基本功、阅读比赛能力快速提升。身为中锋,如今她“快速移动”的特点让对手很是头疼。殊不知,小时候的韩旭就曾和后卫一起训练技术。
低谷·东京奥运会
2017年8月28日,第十三届全国运动会女篮青年组决赛落幕,山东队战胜广东队夺冠。彼时作为高中生的韩旭身材瘦瘦高高,需要面对已经入选国家队的李月汝。
球场边,中国篮协主席姚明和时任中国女篮主教练许利民注视着场上发生的一切。终场结束,韩旭得分定格在16分。
“之前我参加过国少、国青女篮,全运会决赛发挥得比较好,或许让许指导记住了我。”
图片来源:受访者供图高中毕业后,韩旭经历过一段空窗期,不时谋划未来。也是在那时,她等来了国家队征召。
彼时韩旭只有18岁,甚至连一场职业联赛也未曾打过。
2018年女篮世界杯小组赛,中国队对阵世界第一美国队。年少无畏的韩旭砍下20分,惊艳世界。
此后,她被纽约自由人队选中,登陆WNBA。选秀大会现场,许利民的远洋祝福视频让韩旭潸然泪下。得到恩师认可的她,一度不能自已。
然而当外界期盼韩旭带领中国女篮再创佳绩时,压力像一道枷锁将这位“希望之星”禁锢。
图片来源:受访者供图东京奥运会,韩旭21岁。
中国队与比利时队进行小组赛时,2000余公里外的北京,首钢篮球中心内,时任中国女篮心理辅导师黄菁也在关注比赛。身高占优的韩旭连续一对一进攻无果后被换下场。
比赛结束后,黄菁拨通了韩旭的语音电话。“几个球没打进,自己很懊恼。”对于球场表现,韩旭并不满意。面对电话里有些着急的声音,黄菁语重心长地说:“要对自己有信心,渐入佳境好过高开低走。”
图片来源:受访者供图在许利民看来,这位备战时状态神勇的中锋,能力远不止于此。“全国范围内,韩旭三分手感很出色,甚至比外线(球员)的投篮手法都要好。”看着弟子沮丧地坐在替补席,他坚定地说,“我相信你”。
在东京,韩旭经常睡不着觉,脑海中会浮现各种攻防回合。心理压力过大导致她状态未达预期,气火攻心下,韩旭鼻子上生出了一个疖子。
就这样,韩旭在备战、比赛中反复切换,希望打出正常水平。奥运之旅带给她最深刻的体会便是保持平稳心态。
蜕变·女篮世界杯
这种状态延续到年初世界杯预选赛。回国后,韩旭的技术、心理都处于低谷期。但她却决定重返WNBA,再次挑战世界最高水平女篮联赛。
“把自己想象成‘小强’,希望像它一样每次都不被困难打倒,能重新爬起来、站起来。”交谈间,韩旭道出了“小强旭”外号的由来。
再次来到纽约,她更加适应当地生活。住在巴克莱中心球馆旁边公寓里的韩旭,训练结束会看菜谱学做中餐。
图片来源:受访者供图赛季中,韩旭和专项教练进行了位置技术训练。从行进间中投到篮下脚步,针对性强化练习让她进步明显。过去的赛季,韩旭在很多场次比赛中都是发挥最出色的人。
女篮世界杯开赛前2周,韩旭飞往塞尔维亚与国家队汇合。算上澳大利亚,过去10个月她已辗转4个国家。
2022年9月30日,悉尼奥林匹克公园超级圆顶体育馆。中国队与东道主澳大利亚队在世界杯半决赛碰面,那是一场“输球就回家”的肉搏战。
图片来源:受访者供图终场结束前4分42秒,几乎领先了整场比赛的中国队被反超比分。下一回合,2米07的韩旭连续两次内线要位,在双人夹击防守下,压哨命中。
最终,中国女篮击败对手,时隔28年再次闯入世界杯决赛。
队员们将主帅郑薇高高抛起,庆祝胜利。“郑指导很辛苦,集训期间她费了很多心思研究战术。把她抛向空中时,大家都很感动。”
那一晚,韩旭独砍19分11篮板,效率值全场最高。
图片来源:受访者供图本次比赛,韩旭入选最佳阵容。对于来之不易的奖项,她将其视为人生旅程中一次辉煌荣耀。
总结世界杯之旅,韩旭再次提到“心态”这个词,那是促使她成长的关键因素。“我的心态摆正了,球场上去享受比赛。”她如是说道。
图片来源:受访者供图日前,国际篮联盛赞韩旭,称这位来自中国的大个子极具天赋,让更多人看到了女篮未来。对于此,韩旭显得很是谦虚,“世界杯的良好表现离不开训练和比赛锻炼,感谢国家的培养和支持。未来继续努力,向下一个目标前进。”
10月31日,韩旭迎来23岁生日。
很多人都说“韩旭撑起中国女篮内线”,这的确是她一直想做的事情。从18岁进入国家队开始,韩旭便希望未来承担更多。
当承诺兑现,韩旭成为了大家口中的“世界级球员”。
还记得她上小学时,拿着粉笔在黑板最高处写下四个字:篮球明星。
如今,她做到了。
作者:刘星晨
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |