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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

一座中原煤城与红嘴鸥的“双向奔赴”******

　　平顶山市民观赏红嘴鸥。　庞秋霞　摄

　　中新网平顶山12月25日电 题：一座中原煤城与红嘴鸥的“双向奔赴”

　　记者 韩章云

　　“来啦！来啦！吃饭啦！”12月25日早上八点半，庞秋霞手持鸥粮准时来到平顶山的一处观鸟平台。随着一声声悠长的呼唤，原本在远处水面浮游的红嘴鸥闻讯起飞，向着她所在的位置聚集、盘旋。鸟儿们愉悦的鸣叫声，唤醒了城市的清晨。

　　犹如老友重逢，11月初，成群的红嘴鸥再次来到河南平顶山白龟山湿地省级自然保护区。2016年，当地首次发现成规模的红嘴鸥。此后，来这座中原煤城越冬的红嘴鸥一年比一年多。当地林业部门预计，今年到访的红嘴鸥最多可达6000余只。远道而来的红嘴鸥备受当地市民喜爱，冬日湖畔赏鸥成为一道风景。

　　红嘴鸥在平顶山白龟湖捕食。　庞秋霞 摄

　　今年60岁的庞秋霞，是“鹰城精灵红嘴鸥守护团队”的一名志愿者。该团队成立三年来已有70余名成员。每年冬季红嘴鸥到来后，志愿者们就会守候在红嘴鸥聚集区域，投喂食物、劝导游人文明赏鸥、用相机记录红嘴鸥灵动的身姿。

　　“我们每天上午八点半到九点，下午三点到四点投喂红嘴鸥，这些鸥粮、小鱼虾都是红嘴鸥喜爱的食物，湿地中心的小岛上还会撒玉米、高粱等，供所有鸟儿食用。”庞秋霞喜欢红嘴鸥，“它们有灵性，亲人，一声招呼就飞过来吃食了。”

　　位于河南中部的平顶山又称“鹰城”，是一座典型的资源型工业城市，煤炭储量丰富。最近十年，该市生态环境有了可喜的变化，曾经的“半城煤灰半城土”已蜕变为“半城山水满城绿”。

　　“鸟儿用翅膀为城市投票。”白龟山湿地省级自然保护区管理中心主任张立峰说，近十年来，平顶山生态环境改善显著，尤其水质、沿湖生态进一步好转，这是红嘴鸥与中原煤城的“双向奔赴”。

　　冬日赏鸥成为平顶山的一道风景。　庞秋霞 摄

　　在红嘴鸥集中的白龟湖区域，为保护水质，平顶山自2016年起对湖中的养鱼网箱进行清理，取缔湖中沙岛及沿湖50余家餐馆，清理地笼、旅游快艇、采砂船等，并对注湖河流进行在线断面监控，时刻掌握上游水质情况。

　　为保护湖区生态，该市在沿岸持续植树造林，全面绿化周边及入湖河流沿岸。每年3月，平顶山统一开展增殖放流活动，严厉打击违法捕捞行为，并依据自然保护区相关条例，推进湖区禁渔，减少湖面的人为干扰。

　　张立峰说，为了留住红嘴鸥，平顶山向昆明林业部门“取经”，精心选购鸥粮，每天定时、定点、定量人工投喂100余公斤饲料，让红嘴鸥有充足的食物。

　　平顶山还出台了红嘴鸥保护方案，并与科研院校一起加强对鸟类的监测和研究。除了红嘴鸥年年到访，当地还监测到黑脸琵鹭、蓑羽鹤的身影，青头潜鸭、中华秋沙鸭、黑鹳、东方白鹳等珍稀鸟类也频频现身，白琵鹭、豆雁、白鹭、鸬鹚更是常见。到2027年，来平顶山过冬的候鸟总数预计将达3万只。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）