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来源：亚星彩票2023-08-08 17:48

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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

一群年轻人扛起守卫海岛生态环境重任海岛上的“生态尖兵”******

　　12月6日，看着监控屏幕上几只“定居”的太平洋斑海豹不时从海面露头，长岛国家海洋公园管理中心工作人员周军露出欣慰的笑容。

　　周军在山东省烟台市从事斑海豹保护工作已有4年，这几只太平洋斑海豹是他的“老朋友”。每年春天，他都盼着斑海豹家族能够如期而至。

　　周军所在的长岛国家海洋公园管理中心成立不到4年，就培养了一支16人的“生态尖兵”，平均年龄38岁的他们扛起了守卫海岛生态环境的重任。

　　对斑海豹进行科学保护和调查，这是该管理中心成立以来的重要职责之一。为了能给这群斑海豹最好的保护，山东省在长岛海域特地划定一块特别的斑海豹省级保护区，总面积1731平方公里。

　　为此，长岛国家海洋公园管理中心专门聘请了40多名斑海豹看护员，配合斑海豹的调查和日常管护工作，对斑海豹的洄游通道增加生态藻礁和鱼苗的投放，改善斑海豹的栖息环境。

　　翔实的科学研究也在同步进行。2022年，该管理中心完成了西太平洋斑海豹资源调查及个体识别数据库更新，编制完成本年度长岛海域西太平洋斑海豹个体识别库及种群资源调查项目进展报告。

　　不仅如此，这支“生态尖兵”还开展了长岛浅海湿地调查、东亚江豚专项调查以及海洋大型底栖生物和藻类专项研究等，建设大黑山岛等6处生物多样性野外观测站。

　　这段时间，很多围绕生物多样性保护的工作在长岛海域陆续展开。周军介绍：“我们带着专家去了西边的大黑山岛，现场看鸟类环志、安装卫星定位仪器，对迁徙的各种鸟类进行保护性研究；还邀请了中国科学院动物研究所团队对长岛蝮进行本底调查，给70多条蝮蛇安装了芯片，颁发了身份证。”

　　对海洋专家们而言，12月8日又是忙碌的一天。上午10点半，周军与移动公司技术人员在大黑山岛的长岛野外生态系统观测站，拿着专用设备边走边测试信号，进行5G基站的建设前考察。

　　下午3点，在挡浪岛南岸码头东侧潮间带，中国科学院海洋研究所副研究员孙忠民在对大型藻类进行定性采集，研究藻类样品，摸清这片海域潮间带生物种类，以便养殖更适合这片海域生长的藻类。

　　随着这里生态保护工作的完善，每年洄游到长岛海域的斑海豹数量明显增多。不只是斑海豹，黄嘴白鹭、东方白鹳等生物数量也在增长。这里的东亚江豚种群数量超过5000头次，长岛海域也由此成为东亚江豚的海上乐园。

　　为了让更多人了解生态保护行动的重要性，该管理中心还积极开展生态文明进校园、进社区等活动，每年为中小学、幼儿园、渔村赠送生态保护宣教用品1万余件，并与中小学校联合开展系列保护海洋生物、爱护海洋生物的宣传活动。

　　这份工作的挑战性和成就感吸引着更多年轻人加入，26岁的孙百越便是其中之一。入职该管理中心一年多来，孙百越的工作包括海豹保护区日常巡护、遥感点位的实地核查和监控监测设备的维护等。在很多人眼中，野外作业不免枯燥、艰辛，孙百越却觉得“特别踏实”。

　　“外部作业工作中几乎都要涉及出海巡护，甚至需要经常出入无居民岛，在岛上进行安装、修复监控。在整个工作过程中，前辈们总是身先士卒，率先垂范，手上总是拿很多的设备仪器，丝毫不因领导身份而少做什么或假手他人。”这令孙百越感动。正是在一次次巡护路途中，和他一样的年轻人深切体会到了海洋生态人的责任和精神传承。

　　开展长岛国家公园创建，这是该管理中心成立以来的另一项重要工作。为此，该管理中心相继进行了生态本底调查、全域综合科学考察、自然保护地整合优化及主要保护物种专项调查等工作，编制形成了相关创建主要技术成果。

　　统计显示，近几年来，长岛海洋生态文明综合试验区修复海洋生态投入已累计达20亿元，营造海底森林50万亩，藻类品种增加了30多种，海水COD(化学需氧量)浓度降低51.3%，海水水质全部达到功能区标准，重新建起的海洋生态链成为长岛绿色产业发展的“第一引擎”。

　　“以前，游客过来玩都往景区跑，现在不一样了。”南长山街道孙家村村民肖树全站在海边的彩虹慢道上，望着眼前种满鼠尾草的小公园感慨，“住我们村渔家乐民宿的游客，吃完饭就爱来这儿溜达，有海风、有花草，现在是名副其实的网红打卡点。”

　　从经营育保苗场到从事生态旅游行业，肖树全见证这里的生态环境变好的同时，自己的腰包也渐渐鼓起来。和他一样，越来越多的长岛人踏上了生态致富的幸福路。

　　聂英杰中青报·中青网记者邢婷

　　（文图：赵筱尘巫邓炎）

[责编：天天中]

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