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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

慢火车上“赶大集”******

　　2023年春运第一天，从上海回家过年的刘贵宾在返乡列车上赶了趟大集。在这趟行驶在祖国最北端的4045/4046次慢火车上，刘贵宾看中了零食大礼包和冻货，“没想到有冻大鹅，很新鲜”。今年过年，他正为网购的年货尚未发货发愁，就在返乡的车上买到了年货，“下车就回家，什么也不耽误”。

　　同样开心的还有家住杨木山村的张大海，今年赶集，他不用去邻镇，也不用担心赶不上回家的车。村附近的这趟慢火车，由黑龙江省齐齐哈尔市一路向北，开往加格达奇，全程431公里，是40多年来连接村民与外界的唯一通道。火车途经32个车站，其中有14个站每天只有这一趟列车经过。“以往出门赶集、外出购物时间稍长，就只能在外面留宿，第二天再回家。”

　　1月7日，为期40天的2023年春运开启，中国铁路哈尔滨局集团有限公司齐齐哈尔客运段把集市搬进了列车车厢。接下来10天，车上旅客尤其是沿线林区村民，在家门口的火车上就能“赶大集”，把年货带回家。

　　这也是疫情防控政策优化以来的首个春运。4045次列车长何斌感受到车厢里久违的热闹，“去年春运，我们列车车厢才十多个人”。经交通运输部估算，2023年春运期间客流总量约为20.95亿人次，比去年同期增长99.5%，恢复到2019年同期的70.3%。

　　人气高了，年味就有了。7日早上8时08分，从加格达奇开往齐齐哈尔的4046次列车准时发车，桌上摆着白菜、土豆、大葱、糖果、小鸡、蘑菇等货品的3号车厢，被分为蔬菜区、特产区、零食区、民俗区、旧物展销区，正慢慢迎来光顾“摊位”的旅客。

　　“今天上车主要是看看有没有猪肉，带点肥膘的那种。”10点多从杨木山站上车后，张大海就开始找车厢集市上的“好吃的”，他的女儿刚从北京回来，“我闺女就喜欢吃咱家乡的猪肉，用她的话说这是有‘烟火气’的。”

　　包括张大海在内，这趟车上的很多熟客都提前从旅客微信群里得知“车上要开办集市”。嫩江市伊拉哈镇伊拉哈中学支教老师李鹏就在群信息里留意到了“旧物展销区”。等到集市“开张”这一天，他如愿看到了玩偶、书籍等，“成色非常好，价格也合理，想给学生们带回去”。他“淘”到的书里有《闪耀的科学奖项》《开发你的大脑》等。

　　在民俗区，车厢里挂着福字、对联，摆着剪纸、玩偶，车厢外是雪地，两只红色的兔年玩偶靠在火车车窗上。一位母亲带着5岁的孩子在逛，“这不仅是孩子第一次乘坐火车，也是他第一次在火车上赶集。”这位母亲说。

　　“最受欢迎的还是零食区，特产区与民俗区也人气较高。老人基本会砍砍价，但我们这里按进货价卖，如果买得多或需要送礼，还免费提供产品包装。”董亲彭是这次列车集市上卖年货的乘务人员之一。这一路，慢火车缓缓穿行于兴安林海之间，“窗外一片白雪皑皑”，但董亲彭没时间看，他得称重、介绍货品，“人多的时候还要大声吆喝，忙得很”。

　　在亲切的东北话中，熟悉的赶集画面回来了，旅客们的手推车也从轻到重。90后志愿者刘亚南是列车大集的导购员，她注意到，这天中午12时33分，一些赶集的旅客在嫩江站下车，准备搭乘齐齐哈尔至加格达奇的4045次列车回家，“由于忙着采购，好多人没来得及吃午饭，他们在大集上买了烧饼、黄瓜，打算上了火车后再把午饭补上。”

　　“记忆中的赶集非常热闹，说话得喊着说，赶完集基本上嗓子也哑了。”齐齐哈尔富裕县忠厚乡春生村支部书记李辉特意在列车大集的特产区转了转，他说，传统集市上，独有的冻梨、冻柿子、冻黄桃是抢手货，其中一些货品也出现车厢里。

　　“3个月前，我们通过常旅客微信群征集大家对于春运集市的需求与意见，最终确定6个品类，进行市场比价、选品。”何斌介绍，这是该客运段3年来头一次在列车车厢内摆起摊位，包括冻梨、溜达鸡等热销货品在内，所有年货的价格由齐齐哈尔客运段经营科统一定价，与市场价基本相同，“采购多少钱就卖多少钱”。

　　从打通扶贫路，到开办列车集市，“公益服务”一直是这趟慢火车不变的底色。在古老又年轻的列车集市上，李辉给孩子们挑了几个兔年玩偶，他还找何斌聊了聊，“现在做生意难，我们村都是采山货的农民”。让他惊喜的是，列车长也很欢迎卖货的村民走进列车，拓宽增收的路。

　　李辉说，如果明年还有列车大集，一定要让村里卖土特产的村民也来卖卖，“让乘客看看我们东北的榛蘑、木耳等特产”。

　　通讯员 徐率 中青报·中青网见习记者 朱彩云 来源：中国青年报

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）