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
春节假期天气地图：我国无大范围低温雨雪冰冻 南方多地雨中迎新春******
中国天气网讯 今天（1月19日）上午，中央气象台正式发布春节假期天气预报，预计2023年春节假期（除夕至初六）我国无大范围低温雨雪冰冻等灾害天气，冷空气活动较为频繁，中东部地区气温波动较大，内蒙古东部、东北一带气温偏冷明显，部分地区将现极寒。南方多地雨水中迎新春，除夕、初一及初五前后会有阴雨，需注意出行安全。
北方冷空气频扰气温偏低 东北等地将现极寒天气
中央气象台预计，春节假期，我国无大范围低温雨雪冰冻等灾害天气；中东部地区冷空气活动频繁；北方大部地区以晴到多云天气为主，平均气温较常年同期偏低1至3℃；南方地区有一次大范围小雨过程，平均气温较常年同期偏高1℃左右。
内蒙古、黑龙江部分地区将现极寒天气。受冷涡影响，春节期间内蒙古东部和东北一带气温偏低明显，会有大片区域气温创今冬来新低，黑龙江中北部、内蒙古东部有不少地方还可能会打破1951年以来低温历史纪录。
其中，黑龙江省会哈尔滨，初一、初二最高气温仅有-23℃、-24℃，将连创今冬新低，最低气温更是会降至-35℃，实力演绎北国冬日的天寒地冻。内蒙古东部的图里河连续4天最低气温-49℃，冷得罕见，当地从1951年以来仅有两天最低气温达到-49℃以下。这些地区的小伙伴，过年一定备足最厚的装备，全副武装防寒保暖。
西北大部、华北北部气温偏低，雨雪少。除了东北地区，西北大部、华北北部春节期间气温也将会比常年同期偏低，最高气温在冰点线徘徊，最低气温跌至-10℃左右。另外这些地区雨雪稀少，春节期间在保暖防寒的同时要及时补水防燥。
华北中南部、黄淮假期初期有霾扰。除夕和初一冷空气影响间歇期，大气静稳，华北中南部、黄淮等地可能会有霾天气出现，初二开始随着冷空气的到来，空气质量好转。
南方大范围降雨来扰 华南西南等地警惕大雾
南方大部假期雨水开启。南方大部地区除夕、初一会遭遇降水，强度较弱，其中，湖北西部一带海拔较高区域可能会有雨夹雪或小雪出现；初二到初四天气转晴，只有西南地区东部可能会有分散的弱降水，但受到冷空气扩散南下影响，可能会出现4至6℃降温；到初五前后，南方雨水又将增多，春运返程或将受到影响。
西南、华南等地有雾来扰。除夕夜至初一，四川盆地南部、安徽、华南南部及沿海，北部湾、台湾海峡等地有大雾，局地能见度不足200米；初五、初六早晨时段，贵州南部、广西、广东西部等地有大雾。
西藏西南部警惕强降雪。西藏西南部在初三后会有强降雪，部分地区大到暴雪，需警惕降雪带来的不利影响。
今年，随着疫情防控政策调整，不少在外工作的人都选择了返乡过年，此时防疫并不能完全松懈。在返乡途中，依然要做好个人防护，佩戴口罩必不可少；返乡初期，要加强自我健康监测，尽量避免接触家里有基础性疾病的老人；春节期间，不熬夜，避免劳累，不大量饮酒，不暴饮暴食。
中国天气网提前祝大家春节快乐，兔年大吉，万事如意！（策划/冯玮 设计/张莉 数据支持/张娟）
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