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天下彩票官网平台2021-09-08

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

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全国湿地观赏地图出炉!看最美湿地在哪里?******

  原标题:白羽翩飞云水间 全国湿地观赏地图看最美湿地在哪里

  今天(2月2日)是第27个世界湿地日,今年的主题为“湿地修复”,旨在提高公众对湿地为人类和地球所做贡献的认识,促进采取行动来修复湿地。近年来,我国湿地建设成果突出,国家湿地公园已有901处,中国天气网特别推出全国湿地观赏地图,盘点各大湿地公园的特色秋冬季景观及最佳观赏期,一起欣赏大美中国。

  目前,我国大部地区依然处于冬季,秋冬季人们不仅可在湿地公园中观赏到大批候鸟的身姿,各景区的湿地景观也各具特色。

  在北方,位于内蒙古的额尔古纳国家湿地公园有着中国目前保持原状态最完好、面积较大的湿地,被誉为“亚洲第一湿地”。常年来看,这里的冬天在9月中旬就拉开帷幕,湿地河谷地带水汽较多,凝结在植物上形成独具风韵的雾凇景观,绵延数百里,十分壮观。

  根河源国家湿地公园位于与额尔古纳相隔不远的根河市,这里素有“中国冷极”之称。常年9月底开始,根河就会开始降雪,雪季可持续到次年5月左右。一到冬天,根河湿地林场里大量的白桦及杨树林银装素裹,穿越其中可体验豪迈的林海雪原之情。

  新疆的赛里木湖国家湿地公园,周围雪山高海拔地区常年积雪,尤其是每年10月底之后冬季来临,雪山雪量逐步丰盈。赛里木湖水十分清澈,湖底长有大量植物,冬季冰封之后宛如镜面,植物衰败后释放出甲烷等气体,气泡向水面升腾,在低温下迅速冰冻,形成壮观的冰泡湖景观。

  辽宁盘锦红海滩风景廊道在北方湿地中也非常有名,最佳观赏期为每年的5月至10月,其中红海滩属于退海湿地,特有的湿地植物碱蓬草火红一片,不仅观赏价值高,还为到这里越冬的丹顶鹤、黑嘴鸥等鸟类提供了食物。

  在水系众多的南方,更是不乏湿地的身影。杭州西溪湿地国家公园每年进入初冬时节,芦苇荡芦花初绽,西溪的芦花分为荻、芦竹、芦苇三个品种,大多集中在秋雪庵周边。贵阳花溪国家城市湿地公园是罕见的城市湿地,具有独特的喀斯特地貌,秋冬时节,十里河滩的梧桐、银杏叶被染成金黄色,美不胜收。

  重庆梁平的双桂湖湿地公园及武汉涨渡湖湿地公园都有着丰富的杉林资源,但不同的是,前者以水杉为主,后者则是池杉。人们常常将水杉和池杉搞混,从外观上看,水杉较高、叶片呈针状,池杉较矮、叶片卷曲向下。每逢晚秋时节,这两种杉树的叶子都会完成“上妆”,远远望去一片火红。

  广东海陵岛红树林湿地公园以红树林著称,虽然名字里有个红字,这种树的树叶和枝条却是绿色的,只有在切开树皮后,树干的颜色才能裸露出红色。红树林在净化海水、防风消浪等方面有着十分积极的作用,主要分布在华南,其中广东面积最大。

  云南红河哈尼梯田国家湿地公园是典型的人工湿地,以梯田景观为主,从山脚至山巅,级数最多可达3700多级最大垂直落差2000多米。每年的11月至次年3月,这里雨水最为充盈,一块块梯田被阳光照亮,仿佛一块块天空之镜,云雾缠绕其中,景色绝美。

  湿地不仅能为人们提供四季不同的可观赏景观,还是十分重要的自然生态系统,为大量的动植物提供栖息地,既能保护生物的多样性,也能调节气候、净化水质。有兴趣的朋友可根据最佳观赏期前往观赏,提醒大家出游仍需注意佩戴口罩,做好健康防护工作。(中国天气网 文/江漪 设计/任成英 数据支持/李靓)

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