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
东西问 | 人类首次不停靠环航北冰洋 翟墨：如何通过航海沟通中西？******
中新社北京1月18日电 题：人类首次不停靠环航北冰洋 翟墨：如何通过航海沟通中西？
中新社记者 万淑艳
从上海出发，历经504天，航程28000余海里，有着“环球航海中国第一人”之称的航海家翟墨穿越北极“死亡航道”，经受极地气旋、冰山、大雾、巨浪等艰难险阻，近日完成了人类历史上首次不停靠环航北冰洋之旅。
从古迄今，东西方航海家不断探索海洋文明，促进不同文明交流互鉴。如今，海洋生态灾害频发，突发环境事故不断，海洋治理问题成为全球共同面临的课题。翟墨近日接受中新社“东西问”专访时表示，航海改变了其世界观，从陆地上看海洋与从海洋上看陆地，视角完全不同，各国应海纳百川，求同存异，共同发展，和平利用海洋资源。
视频：【东西问】人类首次不停靠环航北冰洋 翟墨：如何通过航海沟通中西？来源：中国新闻网
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：历时504天、航行28000海里，你完成了人类历史上首次不停靠环航北冰洋的壮举。你发起此次航行的初衷是什么？
翟墨：2002年，我在荷兰认识了一位名叫汉克的航海家。他在北冰洋航行时，被冰川冻住了航路近一年，次年夏天才得以返航。听汉克回忆这段经历时，我已有两年航海经验，于是也想尝试环航北冰洋。
我还拥有联合国开发计划署“捍卫自然”宣传官等身份，这次航行不仅为了实现梦想，而且希望让更多人关注全球变暖和灾害性气候问题。去年我们航行时，西伯利亚气温已达37摄氏度。如果南北极冰川继续融化，再过几十年，很多岛国或将不复存在。我呼吁全球民众重视环保，热爱地球，减少碳排放。
翟墨环航北冰洋照片。受访者供图中新社记者：为何此前无人完成不停靠环航北冰洋？
翟墨：首先，前些年气候变暖没这么快，布满冰川行驶困难，而且北冰洋气候条件复杂，危险重重。其次，过去北极东北航道和西北航道多是分开航行，东北航道有很大面积处在管控区，航行不便。
翟墨环航北冰洋照片。受访者供图中新社记者：北极航道大部分时间被厚厚的冰层覆盖而被称为“传说中的航道”，而北极东北航道又被称为“死亡航道”。你在环航中经历了哪些惊险时刻？
翟墨：我和两位船员于2021年6月30日起航，最初计划历时约4个月，全程16000余海里，但途中遇到了各种艰难险阻，让航程延长了1年多。
北极东北航道危机四伏，被称为“死亡航道”，白令海峡、楚科奇海、巴伦支海等都是后人为纪念在此遇难的航海先驱而命名的。茫茫大海上突然出现的浮冰和冰山就像墓碑一样矗立在那里，航海最怕的就是浮冰，我们基本顺着冰缝走，而浮冰是移动的，再加上洋流，有时想躲都躲不开。
这次我选择了铝合金材质的帆船，如果和冰山相撞，这种材质可能只出现凹陷，不至于被撞出大洞。
翟墨环航北冰洋照片。受访者供图出发前，我们按最极端状况准备了六七吨物资，储备了足够一年的粮食，有馕、牦牛肉、山东煎饼，还准备了能够抵御零下50到零下70摄氏度的睡袋，并且带了鞭炮、信号枪用来驱赶北极熊。
我们刚进入白令海峡就遇到了极地气旋，大量浮冰和冰山被吹到沿岸，很长时间都在浮冰中谨慎穿行。在航经楚科奇海时，浮冰与大雾叠加，能见度只有十多米，50多海里行驶了11个小时。极地气旋的十级大风还把头帆、前桅支索吹坏了。
翟墨环航北冰洋照片。受访者供图我们抵达北地群岛附近时，窗口时间只有10天左右，若通不过，船体随时会被冻住。当时所有仪表、指南针全部失灵，体会到了什么叫“找不着北”。我们尽可能靠近陆地行驶，幸亏还带了光纤罗经，在目测辅助下才驶出那片海域。
翟墨环航北冰洋照片。受访者供图在冰区时我们轮流驾船，24小时无休，但还是在格陵兰附近撞上了冰山，浮冰不断涌来，导致船体渗水。
完成环航后，我们在美国波士顿上岸，第一件事就是检修船只。后来沿着北美东海岸南下，经北大西洋、加勒比海、巴拿马运河，横跨太平洋，最终返回上海。
小船航行在巴芬湾。受访者供图中新社记者：你有20余年航海生涯。常年在海上航行，你与外国航海家有哪些交流？身处多元文化之中，给你带来了哪些收获和影响？
翟墨：1999年，我到新西兰举办个人画展，又接着拍纪录片，认识了一位挪威的航海家，他的探险经历让我对航海产生了兴趣，于是开启了航海之旅。第一站从南太平洋上的大溪地开始，我已经环球航行两圈，唯独南极洲还未去过，2023年我计划环航南极洲，完成第三圈。
驾船出海。受访者供图我的职业是绘画，航海只是业余爱好，我喜欢不断挑战更多未知。我比较喜欢欧洲绘画，接触航海后，我更喜欢原生态的图腾、土著艺术，南太平洋的土著居民生活淳朴、单纯、唯美。法国后印象派巨匠高更晚年就是在大溪地度过的。
航海改变了我的世界观。从陆地上看海洋与从海洋上看陆地，视角和理解完全不同。
这几年，我同外国航海家的交流也越来越多。从北冰洋返程时，途经美国、中南美洲，我接触了不同国家的航海家，大家在一起交流。开始航海后，国与国之间的话题反而成为局限性的话语，更多时候要站在全球视角看问题。陆地只占地球表面的29%，其它则被海洋覆盖。航海人之间的交流是更宏观的概念，比如全球气候变暖是航海人经常思考的问题，恶劣天气会导致各种危险。
翟墨在巴拿马。受访者供图 中新社记者：在15世纪，以东方的郑和与西方的哥伦布为代表，世界范围内涌现出一批航海家。从古至今，人类对海洋的探索如何促进了中西方间的沟通和交流？
翟墨：在西方人眼中，中国早期航海没有像西方一样实现“地理大发现”。而实际上，不管哥伦布还是麦哲伦，更多是带着侵略者的姿态去占有，进而实施物质文化殖民，不能称之为地理大发现。而郑和则是和平使者，以和平的方式走向世界、了解世界，没有像后来的西方航海家那样带着洋枪洋炮掠夺殖民。我更欣赏郑和下西洋带来的中外和平的文明交流。
翟墨在法属圭亚那。受访者供图中新社记者：当前全球海洋形势严峻，过度捕捞、环境污染、气候变化、海平面上升等问题频发，矛盾和冲突加剧，海洋治理成为国际社会共同面临的课题。作为联合国开发计划署“捍卫自然”宣传官，你认为国与国之间应如何加强合作保护海洋？
翟墨：我认为，世界各国应求同存异，共同发展，而非延续以往的强盗逻辑。海纳百川，和平利用海洋资源。
北冰洋的海鸟。受访者供图科学界有一个说法是“人类起源于海洋”，珠穆朗玛峰、泰山上都有海洋生物化石。各国像一个个孤岛，通过海洋相互连接沟通，因此人类更应该尊重海洋，加强合作，共同保护海洋。
北冰洋的海豚。受访者供图中新社记者：有观点认为，过去数千年历史长河中，中华文明更重视陆疆建设和发展，是典型的陆地文明。而西方国家更重视对海洋的开发和利用，也展示出西方文明中的海洋文明特性，你认同这样的说法吗？
翟墨：我不认同。中国历史上就是一个海洋大国。从宋代到明代，中国的造船技术和航海技术在全世界都无与伦比。“南海一号”沉船就是南宋古船。而郑和下西洋，2.7万人的舰队声势浩大。由于中国近代史的屈辱都来自于海洋，我们远离海洋太久了。很多学者把中国界定为陆地文明、黄土文明，这是错误的。我希望通过航海让更多人了解中国的海洋文化和海洋文明。(完)
受访者简介：
翟墨，航海家、艺术家，联合国开发计划署“捍卫自然”宣传官、中国航海科普大使。1968年出生于山东泰安。2007年至2009年，他完成了自驾帆船环球航海一周的壮举，成为“单人无动力帆船环球航海中国第一人”。2015年，领航“2015重走海上丝绸之路”大型航海活动，在沿途各国进行了文化艺术经贸交流活动，并在2015米兰世博会中国馆举行了主题日活动。2022年11月25日，完成人类历史上首次不停靠环航北冰洋之旅。
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