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
国家版权局在文博会期间举办“版权让文化生活更美好”主题展******
12月28日,第十八届中国(深圳)国际文化产业博览交易会(以下简称文博会)开幕,国家版权局首次作为主办单位之一,举办了“版权让文化生活更美好”主题展。中宣部副部长张建春在文博会主会场巡馆期间,到版权主题展调研。
主题展现场(本文图片由国家版权局 供图)
“版权让文化生活更美好”主题展以丰富的内容和新颖的形式,全面展示了党的十八大以来,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,中国版权立法、版权保护、版权服务、版权国际交流合作、版权宣传教育助力提升中华文化事业繁荣发展方面取得的重大成就,为文博会现场观众更好了解版权的价值和意义提供了参考。
主题展重点回顾了《著作权法》实施30多年来,经过三次修订,形成了以《著作权法》为核心,行政法规、国际条约、部门规章、司法解释和地方性法规为组成部分,既与国际规则接轨,又具有中国特色,既适应市场经济要求,又体现新技术发展的完备的版权法律体系。特别是在党的十八大以来,我国深化版权司法审判领域改革,健全审判机构,强化审判监督指导,版权司法保护更加坚定有力,有效维护权利人的合法利益;各级版权行政管理部门坚持日常监管与专项行动相结合,探索运用技术手段,严厉打击各类侵权盗版行为,不断加大惩治力度。针对盗版音像制品以及北京冬奥会等重大活动开展专项整治,连续多年开展打击侵权盗版专项治理行动,版权执法监管力度不断加大,版权执法监管成效显著,为营造法治化、国际化、便利化的一流营商环境和有利于科技创新、文化繁荣的良好环境发挥了重要的保驾护航作用。
展台图片
“版权助力文化传承与蓬勃发展”部分重点展示了党的十八大以来,版权产业对国民经济的贡献逐步加大,出版物版权输出量持续增长,版权推动电影、音乐、文化娱乐、互联网等产业快速发展的成效。该部分还就国家版权局开展全国版权示范工作、打造全国版权展会授权交易体系、开展国家版权创新发展基地试点工作、进行全国作品和计算机软件著作权登记、设立著作权集体管理组织等全面推动版权运用和价值转化进行了展示。
“丰富多彩的版权宣传教育讲好中国版权故事”部分主要展示了自1991年《著作权法》颁布实施以来,中国先后批准加入了8个版权相关国际条约,包括推动视听产业发展的《视听表演北京条约》和世界上唯一一部版权领域的人权条约——《马拉喀什条约》。随着中国的版权国际影响力逐步增强,开展了版权保护优秀案例示范点调研项目,推动民间文艺版权保护国内立法和国际推广联动,助力中华优秀传统文化“传下去”“活起来”“走出去”。
版权主题展主办方表示,党的二十大擘画了以中国式现代化推进中华民族伟大复兴的宏伟蓝图,也为中国版权事业高质量发展提出了新任务、新要求。版权工作将坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,围绕文化强国、知识产权强国、版权强国建设,不断激发文化创新创造活力,推动文化高质量发展,优化营商环境,促进国际交流合作,努力讲好中国版权故事,为社会主义文化新辉煌提供有力版权支撑。(赖名芳)
编辑:刘一文
审核:杨为民
(文图:赵筱尘 巫邓炎)