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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

最新！河北1市中小学寒假时间定了******url:https://m.gmw.cn/2023-01/06/content_1303245664.htm,id:1303245664

　　定州市教育局最新发布通知，确定中小学（园）寒假放假时间↓↓↓

　　为切实做好2023年全市中小学、幼儿园寒假前后工作，日前，定州市教育局发布通知，对寒假及春季开学做出相应安排。

　　放假安排：义务教育阶段学校、幼儿园和职业学校非毕业班年级1月13日（腊月廿二）放假；普通高中学校和职业学校毕业班年级1月17日（腊月廿六）放假。

　　开学安排：义务教育阶段学校、幼儿园和职业学校非毕业班年级2月6日（正月十六）开学；普通高中学校和职业学校毕业班年级1月29日（正月初八）开学。

　　同时，定州市教育局对学生放假前后相关工作提出具体要求。

　　深入开展校园爱国卫生运动。各学校放假后和开学前，要做好校园内的环境消杀工作，确保爱国卫生运动工作落到实处。要加大校园环境卫生整治力度，全方位改善学校环境卫生，彻底消除卫生死角和蚊虫寄生地。要以班级为单位通过线上课堂、致家长的一封信等形式，教育学生及家长注意个人防护，养成良好的卫生习惯，做到勤洗手、勤通风、戴口罩、少聚集，做好自己健康的第一责任人。

　　严格规范办学行为。各学校要维护师生合法权益，不得随意增减假期时长，不得加重学生假期课业负担，确保学生有自主安排活动的时间。各学校要严格落实好中央“双减”和教育部“五项管理”政策规定，引导学生在寒假期间健康上网、加强体育锻炼、培养良好的阅读习惯、养成良好的睡眠习惯，促进学生健康成长。要按照年级统一，总量控制，个别调整的原则，布置系统性、多样性书面作业、实践性作业和探究性作业，积极探索布置跨学科综合性作业，严禁给家长布置作业或让家长代为评改作业，严禁让家长从QQ群或微信群下载打印学生作业。

　　科学指导假期生活。各学校要加强宣传贯彻《中华人民共和国家庭教育促进法》，引导家长树立科学教育理念，以促进学生健康快乐成长为出发点和落脚点，和学生共同商量制定科学合理的寒假计划，培养学生自我管理、自我发展的能力，避免盲目送孩子参加辅导培训，减轻学生培训负担。要组织教师开展线上家访和 “一对一”学生谈话，全面了解掌握学生成长环境和思想动态，增进家校之间的沟通和信任，引导学生加强体育锻炼、开展文艺活动、强化劳动实践、做好近视防控等，丰富学生假期生活，不能荒废学业。要开通“心理咨询热线”，加强学生的居家心理健康教育，做好心理健康辅导。

　　全面做好开学准备工作。各单位要提前安排好新学期工作，结合本学期线上教学局限性，做好下学期工作计划，明确工作目标，理清工作思路，谋划工作重点。要组织教职工按时到校上班，提前备课，做好教材到位等准备工作。要对校舍、电力线路、生活设施、食堂餐厅和体育活动设施等进行全面安全检查，消除安全隐患。按照疫情防控有关要求，坚持科学防控、精准施策，确保开学后师生的人身安全和教学工作的正常开展。

　　转自|定州教育

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）