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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

广西博白:乡村的年味儿越来越浓******

  本报驻广西记者 宾 阳

  腊月迎春,桂东南乡村的年味越来越浓。1月5日晚,六万大山西麓、千岛湖东岸,广西壮族自治区博白县江宁镇长江村锣鼓喧天、载歌载舞、热闹非凡,“我们的中国梦——文化进万家”文化惠民文艺演出正在这里举行。

  有一股力量催人奋进

  当晚的节目丰富多彩,独唱、舞蹈、杂技、小品、快板等各种形式的文艺演出深受村民喜欢。“特别是采茶戏小品《三下跪》,讲的故事就发生在我们身边,让我非常感动。”长江村村民李阿姨有感而发。

  《三下跪》讲的是养羊专业户刘济源对偷羊村民李中田的谅解并提供就业机会的故事。博白县采茶剧团团长吕光东说:“守法、孝顺、包容互助、坚定理想信念和奋发图强,是该作品展现给观众的主题思想,弘扬社会主义核心价值观。”

  《三下跪》正是根据长江村发生的故事而创作的。刘济源的生活原型是长江村土生土长的“80后”刘入源。近年来,刘入源以“公司+合作社+农户”的产业化经营模式,带动1500户贫困户养殖黑山羊脱贫致富,户均年增收2万元以上。与此同时,刘入源热心公益,2017年起,每年捐助120万元,用于扶贫帮困。2018年以来,刘入源先后被授予“全国农业劳动模范”“中国青年五四奖章”“全国脱贫攻坚先进个人”“全国十佳农民”等称号,当选第十三届全国人大代表。

  “自己的经历被搬上文艺舞台,是乡亲们的信任、社会的认可,我更觉责任重大。”刘入源表示,今后要不断创新模式,把特色产业做强做大,推动乡村振兴,让更多的乡亲发家致富。

  把欢乐送到村头巷尾

  “《秋意》《心之愿》两个舞蹈节目美到醉人。”1月4日晚,博白县的文化惠民演出在水鸣中学举行,喜欢舞蹈的初三学生李美琳说,“看到精彩的演出,学习疲劳感立马烟消云散。”

  “通过下乡演出,我们更了解基层,更清楚观众喜欢什么节目,对创作很有帮助。”李开贵是博白县采茶剧团的年轻舞蹈演员,他认为,基层舞台是一个实打实的练功坊、大学校。

  水鸣中学教师宾业菊表示,演职人员下午就来搭台了,晚上演完还要拆运,加上天寒地冻,演职人员好辛苦,“基层群众的欢乐当中饱含艺术工作者的汗水”。

  “虽然辛苦,收获也是满满的。”身兼演员和主持人的黄一苹感慨地说,从2017年至今,她主持文化惠民演出已经有200多场。印象最深的是有一次演出中下起了雨,很冷,演员们坚持演出,观众一个也没走,撑着雨伞看完演出。“结束后,乡亲们送来了姜糖水,并感谢演员们冒雨表演精彩节目。那一刻,我们感动得泪流满面。”黄一苹说。

  按照计划,2022年10月10日至2023年1月10日,“我们的中国梦——文化进万家”博白县2022年文化惠民文艺演出共38场,由博白县采茶剧团艺术中心组织举行,在全县28个乡镇的乡村、社区和学校巡演。

  “演职人员白天在县城上班,下班后到相关乡镇村屯演出,持续近3个月。”吕光东表示,有时候去一些偏远的乡镇,路程较远,演出后回到县城,已经是凌晨一点多了。

  在节目方面,博白县的文化惠民演出注重基层群众喜闻乐见、文化传承、艺术欣赏和生活科技普及,兼顾艺术性、娱乐性、正能量和政策宣传,提高乡村群众参与热情。

  乡村振兴需要文化振兴,需要把文化发展成果带到基层,丰富群众精神文化生活,增强群众文化自信。“把欢乐送到村头巷尾,让艺术走进基层、贴近群众、融入生活。”吕光东说。

  促进人民精神生活共同富裕

  习近平总书记指出,共同富裕是全体人民共同富裕,是人民群众物质生活和精神生活都富裕。

  博白是人口大县、农业大县,全县常住人口近200万,近六成在农村。在乡村振兴中推动人民群众精神生活共同富裕,任重道远。

  “除了县采茶剧团艺术中心承担的文化惠民主题演出,全县还有70多个民间文艺团体,每年到各个村屯演出数千场次。”博白县文体广电和旅游局副局长庞剑表示,其中,大部分演出被列入政府扶持范围,每场补贴2000元至3000元。执行过程中实施抽查机制,调查演出的群众满意度,并据此协调演出团队,确保演出质量。

  水鸣联合采茶戏团目前有11人,以演出桂南采茶戏为主,剧目多为《吕蒙正》《董永卖身葬父》等古装剧,每年演出近300场。该团的骨干演员梁振业表示,政府补贴可以解决剧团部分开支,更重要的是激发民间艺人创作和演出的热情,不断提高节目质量。

  博白是中国民间文化艺术之乡,桂南采茶戏是该县代表性民间戏曲艺术。在国有文艺院团体制改革当中,博白县采茶剧团改制成立县采茶剧团艺术中心、县民间文化艺术保护传承和展演中心,并在各乡镇成立30个艺术培训中心。2015年起,博白县与广西艺术学校合作,委托办班培养采茶戏和杂技人才,培养对象均为各艺术培训中心发现的好苗子。几年来,一批又一批青年艺术人才从学校毕业回到县里,队伍日益壮大。

  青年演员覃福友2015年被选送到广西艺术学校学习戏曲专业,2018年毕业回来之后,他参加了新编排的大型桂南采茶戏《绿珠女》《八桂先锋朱锡昂》等剧目排演,表现出色。如今,覃福友已成为采茶剧团独当一面的年轻骨干演员。

  “下一步,我们将继续着力提升公共文化服务水平,推动文化事业和文化产业发展,为人民精神生活共同富裕提供丰富精神食粮和重要保障。”庞剑说。

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