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
专访台湾昆剧团团长洪惟助:30年两岸交流间,台湾昆曲从寂寞到勃兴******
中新社北京12月24日电 题:专访台湾昆剧团团长洪惟助:30年两岸交流间,台湾昆曲从寂寞到勃兴
中新社记者 李晗雪
近日“2022海峡两岸年度汉字评选”结果揭晓,“思”字高票当选,其推荐理由是:疫情阻隔下,两岸异地相“思”。聊及此字,台湾昆曲发展最重要的推动者之一、今已年近八旬的台湾“中央大学”教授、台湾昆剧团团长洪惟助坦言,想念以往常见面常交流、彼此启发的老友,也心念过去两岸昆曲交流的热络。新冠疫情下当面交流断了,是非常可惜的事。
“昆曲的交流,从(20世纪)90年代开始到现在,非常好。两岸互补有无、互相扶持,没有彼此打压、没有恶性竞争,我很希望这种情形能持续下去,也希望别的领域能学习我们昆曲的交流。”洪惟助说。
1991年起,有感于昆曲之美及其在两岸的寥落,洪惟助与台湾另一戏曲学者曾永义发起并持续主持六届“昆曲传习计划”,邀请大陆昆剧团赴台表演、录像、教学,前后长达10年之久。传习计划让昆曲在台湾生根抽芽、逐渐开花育果。为延续此计划的成果,2000年,在洪惟助带领下、以参与该计划的成员为基础,组成了台湾第一个专业昆剧表演团体“台湾昆剧团”(以下简称“台昆”),并持续聘请大陆名师赴台教学。此外,今日台湾各昆剧团的主要演员及昆曲学术研究者,也多数参加过当年的“昆曲传习计划”。
“台湾昆曲这三十年的发展,我蛮满意的,虽然不是百分之百了。”老先生笑说。首先,台湾的昆曲观众多了。台昆常去学校作讲座,学生们都非常喜欢。演出后也有观众在反馈卡片上写,第一次来听昆曲就感受到其中之美,一定要再来看戏。而台昆的演出也获得了不少昆曲爱好者的慷慨支持。洪惟助认为,昆曲在台湾的传播比他预期的还好。第二是台湾昆曲专业表演团体从无到有,现已能够独立完成从剧本创作到定谱、表演的整套剧目制作过程,“很不容易”。
“昆曲传习计划”虽已告一段落,但此后两岸昆曲艺术人才依然往来互通,持续活络着两岸戏坛。例如近年大陆昆曲演员温宇航赴台发展,影响台湾同辈演员亦教导晚辈,洪惟助认为对台湾昆曲发展产生了很好影响。而洪惟助的儿子、作曲家洪敦远在2016年由大陆昆山当代昆剧院作为台湾优秀青年昆曲人才引进,洪惟助表示,很支持儿子,这是不错的学习机会。
2020年昆山当代昆剧院推出的原创昆剧《描朱记》,正是由洪敦远担任唱腔设计。遗憾的是,演出时洪惟助父子都在台湾,因疫情无法应邀观看演出。洪惟助还谈道,原本与北方昆曲剧院有合写剧本演出的计划,也因疫情停顿,希望疫情赶快过去。
回顾以往两岸昆曲界的合作,洪惟助如数家珍。浙江昆剧团与台湾昆剧团共同打造新编昆剧《范蠡与西施》并在两岸演出,北方昆曲剧院赴台演出昆剧《红楼梦》……洪惟助称,约在2005年至2013年间,他每年都推动两岸合作在台举行大型昆曲演出,“那时候可以说是‘大交流’”。
“很多事情都要长久地努力。我(20世纪)90年代就想成立一个昆曲博物馆,但2017年才在‘中央大学’实现。”老先生说。
今年10月,洪惟助的老友曾永义离世。洪惟助说:“在我们那一辈,台湾研究戏曲的人并不多,好像就我们两个人做得比较多。但后来我们带出了很多学生,尤其曾永义,他教的学生很多,大多继续从事戏曲相关工作。他的学生又带学生……”洪惟助自叹冲劲不如从前,他非常期待有台湾年轻人接班,继续做昆曲传承工作。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)