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
对话丨羽协主席张军:巴黎奥运 国羽剑指五金******
2017年5月28日,澳大利亚黄金海岸卡拉拉体育馆。
携“六连冠”之威的中国羽毛球队决赛憾负老对手韩国队,痛失苏迪曼杯。东京奥运周期首场团体国际大赛以失利告终,让年轻的国羽在遗憾和质疑中重新起航。
颁奖典礼上,张军与“搭档”夏煊泽破天荒地与队员们一同站上亚军领奖台。他说:“成功时我们不一定要在,但失利时我们一定要陪着队员。”
此时,距张军出任中国羽毛球队双打组主教练仅过去一个月。
资料图:张军。 图片来源:视觉中国里约奥运会后,执教中国羽毛球队24年的李永波卸任总教练一职,张军、夏煊泽分别出任双打组和单打组主教练,国羽迎来“双核时代”。
职业生涯荣膺奥运双冠、执起教鞭又培养出三对奥运冠军组合……从运动员、教练员,到国羽的擎旗者,彼时彼刻走下领奖台的他需要面对的,是亟待调整与重组的队伍,是愈发错综复杂的羽坛格局。
工作千头万绪,时间刻不容缓,承载着历史荣光的中国羽毛球期待着这位“新人”如何作答。
“毫无疑问,东京奥运会的难度肯定会高于里约,但我愿意接受这个挑战。”2019年1月,张军当选新一届中国羽协主席。尽管前路遍布暗礁险滩,他“与球队站在一起”的承诺始终如一。
自1992年羽毛球被正式列为奥运会比赛项目以来,中国羽毛球队历经风雨,但也从未遇到过如东京奥运周期这般严峻、复杂的备战形势。突如其来的新冠肺炎疫情、原有的赛事体系受到冲击,迫使备战策略不断调整,队伍面临的挑战无处不在。
四年来,中国羽毛球队不仅完成队伍的提档升级,更在连续18个月缺席国际比赛的情况下,一往无前强势闯入东京奥运会全部五项决赛,最后捧回2枚金牌和4枚银牌。
时光列车疾驰而过,在竞技体育这条千军万马奔涌向前的航线上,中国羽毛球队迎来史无前例的巴黎奥运三年备战周期。
新赛季征战至今,面对密集赛程,国羽顶住压力取得多线突破,并在世锦赛上夺得2金1银2铜,位列所有参赛队第一。与此同时,在男单、男双战线,队伍仍需寻求提升和突破。
如今巴黎奥运周期已经进入最后两年,如果以每年为刻度,国羽在备战方面有着怎样的计划?五个单项又将分别如何向最终的目标发起冲击?
近日,中国羽毛球协会主席张军在与中新体育的对话中,剖析队伍备战巴黎奥运会的“机”与“危”。
本赛季总体表现不错
盼年轻队员成长
中新体育:新冠疫情让世界羽联原有的赛事体系受到冲击,多个赛事延期影响球队的备战节奏。为了备战巴黎奥运会,国羽做出了哪些调整?在这个过程中有什么经历值得分享?
张军:疫情以来,多场国际赛事接连延迟和取消,确实打乱了队伍训练和参赛节奏,为了将负面影响降至最低,整支队伍一直处于动态调整之中,打破了不少常规做法,建立了许多弹性规定。
今年我们在泰国清迈建立海外集训基地,队伍比赛结束后直接去基地训练,我们也派了专员先行抵达基地安排防疫、食宿和训练;队伍抵达后,所有人统一管理,专人负责外出采买,最大可能降低感染的风险。
主观上,我们也非常重视队伍的心理状态调整。长时间的封闭训练的确带来一些压力,教练组也在尽可能地优化训练,丰富业余生活,定期与队员进行沟通,发现并调整潜在的心理波动。
要说最特殊的经历,莫过于今年我们在海外接连参加14站比赛。赛场上形势瞬息万变,赛场下整支队伍的衣食住行也面临很多不确定性因素,例如:目的国在我们登机当日对疫苗接种规定进行了调整,部分人员因不符合新规定而无法登机。我很清楚记得大家当时并没有过多沉溺在抱怨和责怪的情绪中,国内外的工作人员积极向使馆、组委会、机场负责人展开求助,最终得以顺利登机。类似的突发情况常常打得我们措手不及,但困境之下,方能体现集体的意义,种种风波让队伍的团结性和凝聚力明显增强。
资料图:东京奥运会羽毛球女子单打,中国选手陈雨菲获得冠军。中新社记者 杜洋 摄中新体育:新赛季征战至今,面对密集赛程,国羽顶住压力取得多线突破,并在世锦赛上夺得2金1银2铜,位列所有参赛队第一。回顾巴黎奥运周期第一年,如何评价队伍表现?
张军:2021年8月至今,我们经历了两次汤尤杯、两次世锦赛、一次苏迪曼杯和一系列的公开赛,我认为队伍的总体表现不错。赛场上你追我赶、有得有失,难以预料,这是竞技体育的魅力所在。
但相比聚焦于某一场或几场比赛的结果,我认为队员的实力和状态调整,队伍场上和场下的精神面貌,队伍人员之间的互动与交流,这都将发挥更为持久的作用,助力队伍冲击巴黎。
当然,有经验的队员如何保持住状态,年轻队员如何加速成长为强大的后备力量,也是我们目前急需讨论和解决的问题。
中新体育:里约奥运会后,中国羽毛球队面临新老交替,全队齐心协力不断取得佳绩。如今队伍在部分项目上也面临需要新人站出来的局面,您对于年轻球员有着怎样的期望?
张军:年轻队伍个别有亮点,但整体表现与预期还有一定的差距。受疫情影响,年轻队员无法在国际赛场上考察自己的训练成果,对竞争对手的实力和打法了解甚少,比赛的经验和心理历练都非常欠缺。
队伍也非常重视这一问题,积极争取明年在国内举办低级别赛事,同时输送更多年轻选手参加国际赛事。期待年轻队员明确自己的目标,树立想赢的信念,培养能赢的实力,兼备不怕输的勇气,把握好每一次参赛机会,成为巴黎奥运的强大后备力量和洛杉矶奥运的中坚力量。
资料图:谌龙与石宇奇在全运会赛后握手。中新社记者 毛建军 摄巴黎奥运
剑指五金
中新体育:度过东京奥运史无前例的五年备战周期后,又迎来了短短的三年巴黎奥运备战周期。您如何看待在这一“长”一“短”节奏转化中,带给队伍的“机”与“危”?
张军:疫情突然爆发,让我们被迫进入漫长的五年备战期,起初对我们的队员的心理状态产生很大的影响,焦虑紧张的情绪比较明显。但东京周期拉长也意味着我们多了一年准备的时间,队伍也很快适应了这个节奏,放平心态,投入正常的训练中,在东京取得了不错的成绩。
三年的巴黎备战期对于中生代的运动员相对有利,备战时间缩短意味着年龄和伤病给他们造成的影响也会减小,东京奥运会的参赛运动员大有可能仍旧是巴黎奥运会的主力,有了此前的奥运参赛经验这批队员的心理状态也能相对平稳,因此,中生代的运动员仍具备超强的夺金实力。
对年轻运动员来说,这就意味着成长和历练的时间被压缩。据此,我们备战的计划也有所侧重,对于巴黎奥运周期的核心队员,我们将重点保障他们的比赛和身体状态,合理安排奥运积分周期的参赛计划。对于年轻队员,我们也将鼓励他们多参赛,给予他们展示实力和向前辈发起冲击的机会。
中新体育:如今巴黎奥运周期已经进入最后两年,如果以每年为刻度,国羽在备战方面有着怎样的计划?五个单项又将分别如何向最终的目标发起冲击?
张军:虽然国际羽坛形势复杂,各个项目都有来自其他协会强有力的竞争对手,但国羽在巴黎奥运的目标依旧是冲击五金。
2022年我们的海外参赛计划就是让队员适应比赛节奏,多挣积分,以更有利的排名进入巴黎奥运积分周期。
2023年我们的目标很明确,打好奥运积分赛,为巴黎奥运会争取更有利的位置。同时培养国家少年队、青年队和集训队的年轻队员,做好梯队建设,为洛杉矶奥运会作准备。
男单方面,石宇奇禁赛又复出、李诗沣和翁泓阳在赛场上实现突破,男单的起伏变化令人揪心。接下来,男单组将通过更多比赛,查漏补缺,有经验的队员重点在提高并维持竞技状态,年轻队员力求打磨技巧,寻求突破,希望大家能给男单多一点时间和信心。
女单方面,我们已逐渐形成了集团优势,五位女单均具备世界一流选手的实力。世界前十选手如何稳固比赛表现,其他年轻选手如何向顶尖高手发起冲击是我们接下来的工作重点。
男双方面,东京奥运会后,两位男双选手退役客观上给男双组带来了一定的困难,但教练组研究后很快对男双进行了重组。经过这半年的考察和历练,目前已确定了六对男双作为第一梯队冲击巴黎奥运积分赛。我对男双的发展还是比较有信心的,刘雨辰/欧烜屹在印尼主场突破印尼男双,以替补身份登上冠军领奖台,振奋人心;年轻队员王昶/梁伟铿在日本公开赛(超级750级别)夺冠也带给我们很大的惊喜。他们都具备对抗世界顶尖选手的实力,但是在稳定性、攻击性和连贯性方面还有很大的提升空间。
女双方面,第一女双陈清晨/贾一凡表现愈加稳定,夺冠的实力毋庸置疑;郑雨/张殊贤,杜玥/李汶妹和刘玄炫/夏玉婷也都齐头并进,世界排名全部闯进前二十,但在与世界一流选手对抗过程中仍输多胜少,希望她们能够在巴黎奥运积分周期向世界前八发起全力冲击,增强信心,展示中国女双的真正实力。此外,李怡婧/罗徐敏和谭宁/刘圣书这两对年轻组合也在海外集训,接下来我们也会为她们争取更多参赛的机会,期待她们加入竞争的行列。
混双方面,郑思维/黄雅琼和王懿律/黄东萍一直保持在世界前十,实力和状态相对稳定。年轻队员,因近两年没有参加过国际比赛,积累的比赛经验很少,这是一个迫在眉睫问题。接下来,我们计划让更多的年轻混双选手尽可能多地参加国际比赛,从低级别到高级别,稳中求进,形成混双的集团优势。
资料图:郑思维/黄雅琼在比赛中。中新社记者 蒋启明 摄中新体育:如今世界羽坛格局错综复杂,世锦赛的五枚金牌分别由四个协会瓜分。巴黎奥运周期,世界羽坛呈现怎样的竞争格局?这对于国羽,又提出怎样的新要求?
张军:世界羽坛正处于一个非常健康和良性的发展态势之中。我们看到越来越多国家重视羽毛球项目的发展,世界羽联也在羽毛球的赛事体系和项目本身的推广方面作出了很大贡献。
目前无论是汤姆斯杯新晋冠军印度,还是老牌的羽毛球强国日本、韩国、印尼、马来西亚,亦或是欧洲的丹麦、德国、英国、保加利亚、荷兰等,许多协会都具备至少一个或两个,甚至三个项目的冲金实力,这就使得比赛愈发激烈、比赛结果更具备悬念。长期来看,这对于羽毛球项目的可持续发展也是大有裨益。
中国队在羽毛球项目上一直具备很大优势,虽然现在并没有2012年伦敦奥运五金那样的压倒性优势,但我相信没有任何一个国家在羽毛球五个单项上会轻视中国队的实力。目前的格局对我们最大的要求就是,抓好关键人才的培养,优化人才选拔机制,做好梯队建设,让中国羽毛球长盛不衰。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |