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
如何区分新冠症状是寒证还是热证?怎么用药更对症?******
光明网讯(记者 林佳欣)在中成药的使用中,很多药的适应症都有风寒和风热的区别,如何区分自己的新冠症状是寒证还是热证,怎么用药才能更对症、更有效?北京中医医院院长刘清泉在今天(3日)下午国务院联防联控机制召开的新闻发布会上作出回应。
刘清泉表示,近期很多人咨询用药的风寒、风热问题,说明大家对于如何辨识和认识风寒风热是非常关注和重视的。对于新型冠状病毒感染这样的疾病,中医称为“疫病”。通俗来讲,新冠是传染性很强的外感病,既然是外感病,不管诱因是风寒还是风热,大部分都表现出发烧、怕冷、乏力、咽喉疼痛等临床症状。首先,不管是风寒、风热引起的临床不适,我们用具有解表功能、治疗感冒的药物治疗都是有效的。当然,如果有专业医生从中医理论进一步区分开风寒风热进行治疗,可能疗效会更为迅速一点。
刘清泉指出,从临床来看,出现发烧、怕冷、总想穿一些厚的衣服、肌肉酸痛、咽干咽痛、乏力、鼻塞流涕等症状,我们往往把它归属于风寒诱因,患者服用疏风解表的治疗感冒的中成药就足够了,比如在北京地区或者北方地区常用的感冒清热颗粒,传统的名方荆防颗粒、正柴胡饮颗粒等都可以很好地解决这类问题。
另外,有一部分人出现发烧,甚至高烧达到39度,这时候咽喉疼痛感非常明显,不是太怕冷,只是感觉肌肉酸痛,不是冷得非要穿厚衣服、盖厚被子,并且有乏力、咳嗽症状的情况下,从中医的归属上,它可能是风热诱因所导致的疾病。此时患者要用疏风清热或化湿解表、清热解毒这类中成药,也可以参考国家中医药管理局的《新冠病毒感染者居家中医药干预指引》里面推荐的药物,比如连花清瘟、金花清感、疏风解毒、宣肺败毒、清肺排毒、热炎宁、银翘解毒颗粒、蓝芩口服液、复方芩兰口服液、痰热清、双黄连、抗病毒口服液等。
刘清泉还提醒患者,如果有类似不适症状时,选准一种中药并按照说明书或咨询专业医师来服用就够了,如果服用1—2天后症状仍然没有明显缓解甚至加重,或者高烧不退,还是要及时到医疗机构就诊,千万不能盲目吃药。比如这个药不行,马上加另外一个药,再加上另外一个西药,这样加来加去,可能会有很多不良反应,这是不科学、不规范的服用方法。当然,一些特殊人群,比如65岁以上尤其是80岁以上的老年人群有慢性基础病的(比如有肿瘤的,还有免疫相关疾病的,慢性肾功能衰竭在做常规透析等情况),这些人群如果感染了新型冠状病毒以后,吃中成药时一定要向专业医师咨询,在医生的规范指导下才能真正取得疗效,否则可能会耽误病情、延误病情,甚至最佳的救治时期。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)