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

“空中老虎”白尾海雕在北京平谷金海湖冬捕******

　　被誉为“空中老虎”的国家一级保护动物白尾海雕近日在北京市平谷区金海湖畔捕食。　索丹罗珠　摄

　　中新网北京1月6日电 (马平川)在北京市平谷区金海湖畔，摄影、观鸟爱好者们近日首次观测到了被誉为“空中老虎”的国家一级保护动物——白尾海雕，并且捕捉到两大两小一家四口精彩的捕食的画面。

　　被誉为“空中老虎”的国家一级保护动物白尾海雕近日在北京市平谷区金海湖畔捕食。　索丹罗珠 摄

　　“这次发现了四只白尾海雕，两只成年大雕，两只3—4岁的小雕。”野生动物摄影师索丹罗珠告诉记者，白尾海雕捕食会在低空盘旋，发现鱼后缓速下降，接触水面一刹那会迅速将利爪伸入水中抓住猎物。白尾海雕喜欢在近水开阔空旷的草甸、沼泽等环境觅食活动，通常是单只或成对觅食，多只汇聚捕食较为罕见。

　　被誉为“空中老虎”的国家一级保护动物白尾海雕近日在北京市平谷区金海湖畔捕食。　索丹罗珠 摄

　　白尾海雕是大型猛禽，因尾羽呈楔形，为纯白色而命名，已被列入《世界自然保护联盟》(IUCN)濒危物种红色名录，属国家一级保护动物，通常活动在海拔高度为2500-5300米的地方。

　　被誉为“空中老虎”的国家一级保护动物白尾海雕近日在北京市平谷区金海湖畔捕食。　索丹罗珠 摄

　　白尾海雕对迁徙地有着严格的要求。这次白尾海雕现身平谷区金海湖，且能够集群出现，充分说明近些年当地生态环境的持续向好，也反映出近年来平谷区在加强生态保护、污染治理等方面的措施效果显著。

　　被誉为“空中老虎”的国家一级保护动物白尾海雕近日在北京市平谷区金海湖畔捕食。　索丹罗珠 摄

　　白尾海雕出现的平谷金海湖是国家四A级景区，位于北京市平谷区城东18公里处金海湖镇上宅村南，水域面积6.5平方公里。气候宜人，自然生态优越，三面环山、多水汇聚，是一个“望得见山、看得见水”的宜居康养之地。景区西依金海湖大坝，三面环水，三面青山环绕，四面飞檐明柱，有四季分明的湖光山色，有湖光塔、金花公主墓、望海亭、锯齿崖等数十处自然景观、人文景观。2021年，金海湖地区成功举办世界休闲大会。

　　另据了解，在白尾海雕之前，2022年1年中，“水中大熊猫”桃花水母、“鸟中大熊猫”震旦鸦雀等珍稀生物和鸟类相继现身平谷，致使平谷生物多样性不断丰富，生态底色愈发靓丽。

　　野生动物摄影师索丹罗珠冒严寒在北京金海湖畔自制的隐蔽帐篷里“潜伏”拍摄。　本人供图

　　野生动物摄影师索丹罗珠介绍，为了解更多不同鸟类，拍摄到精彩画面，他冒着严寒已经在金海湖畔自制的隐蔽帐篷里“潜伏”了40多天，除了白尾海雕，还拍到了国家一级保护动物黑鹳，国家二级保护动物雕鸮、秋沙鸭、猎隼、游隼、白尾鹞，以及红嘴蓝雀、雀鹰等各种小林鸟。现在一个地区逗留、栖息的国家一级、二级野生保护动物种类和数量多少，正在成为很多人评测这个地区生态价值和重要性的显性衡量指标。白尾海雕族群式出现在金海湖，既证明野生动物正在回归城市，也反映出平谷区作为首都生态涵养区的生态价值正在显现并大幅提升。

　　野生动物摄影师索丹罗珠冒严寒在北京金海湖畔拍摄。　本人供图

　　好生态就会有好风景，有好风景的地方一定会有新经济。平谷区在第六次党代会上明确提出，在拥抱新消费新生活、打造世界休闲谷的进程中，期待更多保护动物栖息安家平谷，也期望更多的生态环境建设者、更多的游客和更多的爱鸟拍鸟人士走进平谷，体验平谷的生态美。(完)