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
第四届习近平党建重要论述研究论坛在京举行******
光明网讯(记者刘梦甜)为进一步深入学习研究党的二十大精神和习近平党建重要论述,中国科学院大学马克思主义学院、中国科学院大学党史党建研究中心和中国社会科学院马克思主义研究院于12月17日以线上会议形式共同举办第四届习近平党建重要论述研究论坛。来自全国各地高校、党校(行政学院)、科研院所、机关、企事业单位的三百多位专家学者、党务工作者及在读研究生参加会议。《人民日报》、新华社、《党建》、《学习时报》、《马克思主义研究》、《马克思主义理论学科研究》、《中国科学报》、光明网、中国网、中国社会科学网等报刊杂志和新闻媒体也派代表参加了会议。
本次论坛受到中国科学院、中国科学院大学领导的高度重视,中国科学院副院长、党组成员,中国科学院大学党委书记、校长李树深,中国科学院大学党委副书记、常务副校长王艳芬,中国科学院大学副校长苗建明亲自莅临指导。
中国科学院大学副校长苗建明教授主持上午的开幕式并致开幕词。苗建明指出,2022年是党的二十大胜利召开的喜庆之年,是推进“十四五”规划的关键之年,是继往开来、接续奋斗的一年。时代征程在前、宏伟蓝图绘就,我们党自信自强、守正创新,踔厉奋发、勇毅前行,吹响了为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴而团结奋斗的前进号角。他对参加第四届习近平党建重要论述研究论坛的与会人员表示热烈欢迎,希望大家进一步深入学习、深刻阐释、贯彻落实党的二十大精神,彰显学人使命、共谱时代华章。
中国科学院副院长、党组成员,中国科学院大学党委书记、校长李树深院士代表中科院和国科大致辞。他指出,深入学习研究党的二十大精神,是进一步深化党建研究,推动马克思主义理论学科发展的重中之重,对于在新征程上落实好新时代党的建设总要求,健全全面从严治党体系,全面推进党的自我净化、自我完善、自我革新、自我提高,使我们党坚守初心使命,始终成为中国特色社会主义事业的坚强领导核心至关重要。他强调,党的二十大报告提出“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力,深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,开辟发展新领域新赛道,不断塑造发展新动能新优势”,这对中科院和国科大的发展提出了新的要求,中科院和国科大的各级党组织始终坚持全面推进党的各项建设,提高党的建设质量,为深入实施“率先行动”计划、建设世界科技强国提供坚强政治保证。他希望与会人员紧紧围绕深入学习研究党的二十大精神和习近平党建重要论述,展开充分的交流和讨论,共同努力取得丰硕的理论成果。
随后,各位专家学者围绕本次论坛主题并结合自身研究专长发言。中国科学院大学马克思主义学院院长、党史党建研究中心主任王庭大研究员首先作了题为《党的二十大报告关于新时代党的建设的新论断、新要求、新部署》的大会发言。他指出,习近平总书记关于新时代党的建设的重要论述,是习近平新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分。他强调,党的二十大报告深刻指出,“全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴,关键在党”。必须弘扬伟大建党精神,坚定不移全面从严治党,以党的自我革命引领社会革命。他认为,党的二十大报告提出了一系列关于新时代党的建设的新论断新要求新部署,是对习近平总书记关于新时代党的建设的重要论述的丰富发展,我们要认真学习领会这些新论断新要求新部署,一刻不停歇地推进全面从严治党,努力把党建设得更加坚强有力,引领和保障中国特色社会主义伟大事业继往开来、行稳致远。
接下来,中共中央党校(国家行政学院)一级教授韩庆祥、清华大学习近平新时代中国特色社会主义思想研究院院长艾四林、北京大学习近平新时代中国特色社会主义思想研究院常务副院长孙熙国、北京师范大学中共党史党建研究院院长王炳林、中国人民大学中共党史党建研究院院长杨凤城、天津大学马克思主义学院院长颜晓峰、中国社会科学院马克思主义研究院党委书记辛向阳、复旦大学党建研究院院长刘红凛分别以《中国共产党与中国式现代化》《坚持胸怀天下,推进新时代党的理论创新》《坚持不懈用习近平新时代中国特色社会主义思想凝心铸魂是新时代党的思想建设的根本任务》《保持解决大党独有难题的清醒与坚定》《自我革命的历史底蕴、新时代实践及其意义》《深入回答建设长期执政的马克思主义政党重大时代课题》《中国式现代化与人类文明新形态》《健全全面从严治党体系的政治逻辑与基本理念》为题作了精彩的大会发言。与会人员表示九位专家的发言凸显了思想前沿,展示了一流水准,代表了发展水平,是专家们多年的学术积累与最新研究成果的共同彰显。中国科学院大学马克思主义学院副院长、党史党建研究中心副主任常征主持第一阶段大会发言。
在下午召开的五个分论坛中,与会人员围绕“以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴”“弘扬以伟大建党精神为源头的中国共产党人精神谱系”“党的自我革命是跳出治乱兴衰历史周期率的第二个答案”“深入推进新时代党的建设新的伟大工程”“中国共产党的历史、党建理论与实践”五个议题进行了热烈、充分的交流、讨论。
论坛注重为青年学者搭建成长平台。在互动环节中,各分论坛的专家对各位老师和同学的发言进行了点评,既讲了长处,也指出了问题,同时还提出了进一步改进的意见和建议。与会人员纷纷表示专家们的点评严谨、细致、到位,使他们收获巨大。
第二阶段大会发言由中国社会科学院马克思主义研究院习近平新时代中国特色社会主义思想研究部主任陈志刚主持。中国科学院大学马克思主义学院教授孟建伟、澳门城市大学副校长叶桂平、湖南中医药大学马克思主义学院院长李晖、北京航空航天大学马克思主义学院教授王春玺分别以《论中国共产党人的精神底色》《中国式现代化道路理论与实践对葡语国家人类文明发展的创新性贡献》《从问题到主义:青年毛泽东对杜威实验主义问题观的借鉴与超越》《党的十八大以来建立完善党的自我革命制度规范体系的主要成就》为题作了大会发言。与会人员表示四位专家的发言视角独到、观点新颖、论证有力,兼具学理性与创新性,极富启发性与开拓性。
为鼓励参会研究生深入学习研究党的二十大精神和习近平党建重要论述,本届论坛对参会研究生的论文进行了评选。在闭幕式上,苗建明宣读了获奖名单,27位同学分别获得一等奖、二等奖、三等奖。在五个分论坛主持人分别作了汇报之后,王庭大作了会议总结。他指出,第四届习近平党建重要论述研究论坛是为深入学习研究党的二十大精神和习近平党建重要论述而举办的一次学术盛会。他代表论坛主办方向出席本次会议的领导、专家表示敬意、向参加本次会议的老师同学表示感谢,希望通过“习近平党建重要论述研究论坛”这个学术平台,加强学界同仁的交流合作,共同为新时代党的建设研究作出新的更大的贡献。