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

“热腾腾”的农牧民运动会******

　　【新春走基层】

　　光明日报记者 李慧 赵明昊

　　春节前夕，藏在山坳坳里的新疆呼图壁县雀尔沟镇南山牧村，开启了一场别开生面的运动会。赛马、长跑、押加、拔河、叼羊……赛场上选手激情澎湃，赛场下观众喝彩不断。雀尔沟镇冬季农牧民运动会现场，到处都是热腾腾的模样。

　　“一比零，换场地！”押加场地上的一声吆喝，吸引了记者的注意。押加也叫背向拔河，不仅考验选手的力气，还考验他们的身体协调性和观察力。挤进层层人群，只见两个身材壮硕的小伙子正互相背对着彼此，一条长粗绳子从他们两腿间穿过后套在颈部。在裁判示意下，两人俯身四肢着地，埋着头蓄势待发。“开始！”口令响起，两人猛地向前方冲去，直到其中一人把绳上的坠条拉过决胜线，比赛才算结束。

　　另一边，偌大的叼羊场地上，两方人马正策马扬鞭，飞驰在雪地上争夺羊只。他们看似混战一团，内里却暗藏不少门道：有人冲群抢羊，有人掩护卡位，形势时时更迭变换。“摔跤见力气，叼羊见勇气。”哈萨克牧民们淋漓尽致地展现了这句谚语的真谛。赛骑术、比力气、拼智慧，但更重要的是顽强拼搏的精神。

　　“南山牧村是东道主，实力强劲，不过我们有信心胜过他们，拿到最终的冠军！”刚刚赢得比赛的雀尔沟村叼羊队队长哈那提·卡白纵身下马，头上热气蒸腾。

　　“为了这次比赛，我们村每半个月就组织训练一次。队员们骑术很强，但叼羊和足球一样，要讲究彼此配合。”哈那提神采奕奕，略带骄傲地说起自己从小便享受纵马飞驰的感觉。“牧民嘛，夏忙冬闲。以前镇上活动少，现在组织了很多传统项目运动会，不仅让孩子们对祖传的技艺兴趣更浓，也让村里的凝聚力和荣誉感变强了。”

　　赛场周边，雪地摩托、雪圈、骑马、骑骆驼等多种娱乐项目，让闻讯赶来的大批游客大呼“攒劲”。捕捉到商机的各村村民们，纷纷把自家毡房搬过来，或架起炉子烤制喷香的羊肉串，或摆开大锅烹饪特色马肉抓饭，还有不少牧民拿出自家制作的熏马肉、熏马肠，吸引着游客品尝。

　　“一天收入2000块钱，忙得很嘞！往常卖一头牛才能挣上两千元。”南山牧村村民阿扎尔笑着说。她告诉记者，听闻镇上举办了运动会，村里主动帮她搭建了毡房销售农产品，“家里牲畜不多，能有一份额外收入补贴家用非常不错！”

　　农闲人不闲，农牧民运动会让各民族文化得到了传承保护和繁荣发展，也让“冰天雪地也是金山银山”落到了实处。“新疆冰雪资源十分丰富，广大群众热爱体育运动，冬季运动不仅深具群众基础和特殊优势，也是激活冬季旅游市场、助力经济高质量发展的重要途径。立足冰雪旅游资源，丰富农牧民群众精神文化生活，乡村振兴动能越来越足。接下来，我们还会举办农牧民春晚和秧歌社火等活动，通过文化旅游融合发展，不断提升各族群众幸福指数。”雀尔沟镇党委委员哈杰提·哈卖提说。

　　《光明日报》（ 2023年01月11日 03版）