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
《中国奇谭》好在哪儿******
提起上海美术电影制片厂,许多80后、90后,乃至60后、70后,都会会心一笑,想起儿时看过的《大闹天宫》《哪吒闹海》《天书奇谭》《黑猫警长》等经典作品。遥想当年,这些作品陪伴一代又一代人走过了孩提时代,也代表中国动画,在国际舞台上创建了一张张独具特色的“文化名片”。
光阴飞逝,中国动画在“美术片”时代创下的辉煌,已经开始在人们的记忆中渐渐淡去。走过低谷、历经磨砺,在“国创”风潮的引领下,中国动画行业终于又在最近几年重见曙光。不过,虽然“出圈”的国产动画一年比一年多,市场反响也一年比一年好,质量和口碑特别出众的作品仍属凤毛麟角。
在这一背景下,一部名为《中国奇谭》的短片集开播不久,就在豆瓣收获了7万多名观众打出的9.5分高分。制作这部短片集的,正是曾经的“美术片王者”上海美术电影制片厂。
进入21世纪以来,20世纪“美术片”在观众眼中的存在感日益降低,新生代中国动画的风格,一方面明显受到日本、欧美等成熟动画市场的影响,另一方面也在积极迎合当代青少年的审美偏好。然而,《中国奇谭》的出现与成功,却让人意识到:“美术片”的时代虽然已经结束,中国动画过去积攒的审美资源、风格资源,以及中国特有的文化资源、思想资源,依然值得在今天被进一步发掘,并以此为起点展开“有传承的创新”。
已经播出的几集《中国奇谭》,为何能如此成功?这个问题的答案,当然要在原片内容中寻找。第一集《小妖怪的夏天》,是与上世纪“美术片”亲缘最近的一集。不论是源自《西游记》的文化背景、传承清晰的经典美术风格,还是极具辨识度的孙悟空形象,都足以令熟悉中国动画发展史的观众热泪盈眶。然而,《小妖怪的夏天》虽然让人感到似曾相识,却并非对老作品的模仿复刻。其故事线以妖怪洞府暗喻当代职场,年轻上班族一看就懂。以无名小妖而非取经四人组为主角,劝人向善、充满温暖的叙事方式,也让人眼前一亮。
除此之外,第二集《鹅鹅鹅》的水墨画风、默片手法,以及“聊斋味”十足又善于留白、让人回味悠长的开放式剧情;第三集《林林》将国风融入3D动画的大胆尝试,对东北自然风貌的浪漫呈现,以及对人与自然关系的思考……这些富有特色的亮点,都传递着主创团队的独到见解,以及支撑他们把这些间接转化为作品的勇气与诚意。从工业水平上看,《中国奇谭》的项目规模决定了它不可能追求顶尖水准。但它胜在创意、胜在真诚、胜在其内里的“中国基因”。
《中国奇谭》最早打响名号,与《小妖怪的夏天》自带的“情怀”属性密切相关,《鹅鹅鹅》更加独特,但也会让人想起《小蝌蚪找妈妈》等水墨老片。不过,从《林林》开始,我们已经可以明显看到《中国奇谭》一边背靠传统资源,一边探索全新世界的勇气。通过预告可以发现,从第四集开始,《中国奇谭》甚至会脱离古代背景,来到现代乃至未来。目前,我们并不知道《中国奇谭》的评分能保持多久,尚未播出的几集短片质量几何,但我们不妨对此抱有期待,看看它们能达到怎样的高度。
杨鑫宇
来源:中国青年报
(文图:赵筱尘 巫邓炎)