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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

（新春见闻）复兴号折叠时空 成都与大凉山“双向奔赴”******

　　中新社凉山1月17日电 题：复兴号折叠时空 成都与大凉山“双向奔赴”

　　中新社记者 王鹏

　　17日上午11点，经过3小时车程，一列复兴号动车缓缓停靠西昌西站，站台瞬间拥挤起来。成都游客姜亮一家四口走进阳光里，开始了春节度假。“我们就是来大凉山晒太阳的！”他笑着说。

　　1个多小时后，彝族青年拉冲坐上同一列动车，向400多公里外的成都疾驰而去。春节临近，这位舞蹈演员要去省城参加表演。他透露，随着新成昆铁路全线通车，公司在成都的演艺业务多了起来。

　　2023年春运，开通不久的新成昆铁路将时空距离折叠，成都至凉山彝族自治州首府西昌的火车旅行时间，由10多个小时缩短至3小时，造就了成都与大凉山的“双向奔赴”。

　　列车上，遇到汉语讲得不好的彝族老乡，26岁的彝族列车员吉克日古会用彝语进行交流。他说，这条铁路全线通车好几天后，仍不敢相信，“像做梦，因为凉山人对这条铁路渴望太久了，以前的慢火车太慢了。”

　　吉克日古所说的“慢火车”，是建成于1970年、曾开创13项世界铁路之最的成昆铁路。几十年来，它是中国西南山区的物流大通道。开行于这条铁路上的绿皮火车，是彝族娃娃们的“校车”，也是彝族百姓的“赶集车”，更连接着山外的世界。

　　“以前坐老成昆铁路到成都，要十几个小时，雨季经常断道，很不方便。”吉克日古说，随着时速160公里的新成昆铁路全线开通，大凉山多了一条对外大通道，“外面的人更方便进来了解凉山，彝族人走出大山也更容易。”

　　对成都市民姜亮来说，新成昆铁路是一条“阳光旅游专列”。“成都冬天阳光很少，很早就想来西昌晒太阳，但太折腾。”他说，复兴号把大凉山和成都连接了起来，使“好耍”的成都人到西昌旅游成为一种日常，“周末想走就走”。

　　成都人涌入大凉山，给当地旅游业带来了大量客源。在邛海边经营民宿的林帆说，自新成昆铁路去年12月26日全线通车，酒店几乎每天满房，绝大多数客人来自成都，春节假期也早已订满。

　　这场“双向奔赴”，对成都人来说也许是多了一个旅游目的地，出行更便捷。但对大凉山的彝族人来说，意味着更多。

　　“大山外的人能进来，大山里的人能出去。”在彝族姑娘曾静看来，虽已摆脱贫困，但对彝族人来说，“这是一条通向更广阔的世界的路”。

　　长期在凉山表演的拉冲感触更深。“以前去成都表演，火车慢，汽车堵，飞机贵。现在3小时动车直达，超级方便。”这位23岁的彝族青年，今年可能将第一次在成都过年，“也许以后我们还会去北京表演。”说起未来生活，他眼里闪着光。

　　新成昆铁路的受欢迎程度，从车票销量可窥一斑。列车长高翔透露，通车以来一直是“春运状态”，每天十余趟成都往返西昌的动车均满员，需提前几天抢票。吉克日古也告诉记者，通车以来，很多彝族乡亲好友问他，“日古，我怎么买不到票？你能帮我买到吗？”

　　从小在彝族村落长大的吉克日古，求学时常乘坐慢火车，正是看到制服笔挺的列车员，才立志去铁路工作。如今已穿上制服成为复兴号列车员的他，知道自己的故事被很多彝族乡亲用来鼓励娃娃，“好好读书，像吉克日古一样，长大后去大山外的世界。”(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）