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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

京京、四海在卡塔尔掀起“熊猫热”，你了解多少大熊猫的“小秘密”？******

10月19日

大熊猫“京京”和“四海”乘专机

从四川抵达卡塔尔首都多哈

“入住”豪尔熊猫馆

随后进行隔离

在当地时间11月17日

正式与公众见面

这两只大熊猫将在接下来的15年旅居卡塔尔

这是中东地区迎来的首对大熊猫

卡塔尔将“京京”和“四海”

以阿拉伯文分别命名为

“苏海尔”和“索拉雅”

在阿拉伯传统文化中

“苏海尔”和“索拉雅”是天空中的两颗星

代表着吉祥、崇高和价值无限

　　关于大熊猫的小秘密

　　大熊猫是个“近视眼”。大熊猫长期生活于密密的竹林里，光线很暗，障碍物又多，致使其目光变得十分“短浅”，视觉极不发达。5米外雌雄难辨、10米外六亲不认、15米外人畜不分，近视眼的痛，大熊猫也能懂！

　　在你眼里，它是可爱的大熊猫。而对于大熊猫来说，你可能只是一个模糊的可移动人影。这个世界在它们的眼中永远是朦胧、神秘的。

　　大熊猫吃得多消化快。一只体重100公斤的成年大熊猫，在春天每天要花12-16小时，吃掉10-18千克的竹叶和竹秆，或者30-38千克的新鲜竹笋，同时排出10 多千克粪便，才能维持新陈代谢的平衡。

　　大熊猫的消化道保留了祖先的特性，与肉食类动物相似，如相对较短的消化道、锋利的犬齿，单室胃，没有盲肠。虽然吃着竹子，却不能充分吸收竹子的营养。为了保证每天都有充足的能量，唯一的办法就是，快吃快拉、随吃随拉。

图源：iPanda熊猫频道

　　大熊猫通常通过气味进行“交流”。当它们在玩耍或是简单地表示友好，没有交配或好斗的想法的时候，便不会发出任何声音。如果当下的它们看上去十分安静，这说明它现在心情还不错，并且对其他物种也很友好。这种声音规则可以帮助人们判断，在各大园区里看到的大多数熊猫的行为。

　　“降级”后的大熊猫，还需要再保护吗？

　　2021年7月，生态环境部对外宣布，据四次全国大熊猫调查数据显示，大熊猫野外种群数量达到了1864只，受威胁程度等级从“濒危”降为“易危”。这是多年来生态保护加强，和生态环境改善的成果，也是人与自然和谐共生的体现。

　　那么，“降级”后的大熊猫还是国宝吗？还需要继续保护吗？

　　大熊猫依然是国宝。此次降级，降的是人们对大熊猫濒危程度的评估，但作为国家一级重点保护野生动物，大熊猫的保护级别并没有降。中国科学院动物研究所研究员、中国科学院院士魏辅文在接受《知识分子》采访时说，“降级并不代表大熊猫不重要，而是对大熊猫保护工作的充分肯定。大熊猫保护工作为世界的野生动物保护提供了一个成功的案例。”

　　大熊猫仍然需要继续保护。个体数增长的背后并不意味着它们就安全了，大熊猫主要分布在四川、陕西、甘肃西部地区，明面上栖息地的面积能达3万多平方公里。但大熊猫是属于低海拔的陆生物种，如果除开高山、河流、公路等它们无法栖身的面积，实际上大熊猫的主要生活面积，仅占20%左右。从栖息地的分布状态来看，分散化严重，大熊猫的种群也被分割成20多个，由此可见，野生大熊猫依旧有生存危机。

　　作为唯一一个有野生大熊猫的国家，我们的保护远远不应该止步于扩大圈养种群，更合理的做法，是把资源投放在野外栖息地的保护上。而这种保护不仅仅庇佑熊猫，也庇佑着维系其他生物生存的命脉。“保护大熊猫，不仅仅是保护大熊猫本身，而是保护大熊猫赖以生存的生态系统。”

　　来源：央视财经、中国新闻社、中新图片、中国野生动物保护协会、中国大熊猫研究保护中心、iPanda熊猫频道

　　整理：刘雪洁

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）