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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

大型交响组曲《岳麓书院》长沙首演******

　　2023年长沙新年音乐会《岳麓书院》大型交响组曲音乐会10日晚在长沙举行。　杨华峰　摄

　　中新网长沙1月11日电 (刘曼)2023年长沙新年音乐会《岳麓书院》大型交响组曲音乐会，10日晚在长沙音乐厅举行。

　　《岳麓书院》大型交响组曲以“实事求是”四字核心意象为主旋律贯穿始终，分为“千秋文脉”“一院弦歌”“百年风华”“十年丰碑”“时代之光”五大乐章，由湘籍音乐家廖勇作曲。全曲时长60分钟左右。

　　音乐会由著名指挥家余隆执棒，中国爱乐乐团、长沙交响乐团联袂演奏，王传越、么红等歌唱家倾情演绎。　杨华峰 摄

　　与其他交响乐作品不同的是，《岳麓书院》大型交响组曲是先有文学脚本，再根据剧本来创作的，在音乐的流动中呈现千年学府“实事求是”思想路线策源地的历史文化之源与红色革命实践足迹；在高潮的推进中，展现新中国成立、改革开放、全面建设、新时代中华民族伟大复兴的激昂征程。

　　“每个乐章都有具体事件和人物，音乐根据脚本提供的文学内容来构思主题、结构、情绪。”廖勇介绍，如“千秋文脉”通过木管与弦乐的交织、竖琴与长笛的对话，表现岳麓书院七毁七建，而始终弦歌吟咏不绝于世，千秋文脉绵延不衰；“一院弦歌”则聚焦南宋年间朱熹、张栻会讲于书院盛况空前的高光时刻，揭示经世致用、实事求是的中华传统文化根髓。

　　《岳麓书院》大型交响组曲中，还带有浓郁的“湖湘口音”。如第三乐章“百年风华”，围绕家喻户晓的湖南民歌《浏阳河》进行多次变奏；第一乐章“千秋文脉”，运用了具有浓郁湖南色彩的“湘羽”调式等。

　　在舞台的岳麓书院造景中，音乐与荧幕播放的视频场景相配合，交响浑厚融合湖湘底蕴。　杨华峰 摄

　　音乐会由著名指挥家余隆执棒，中国爱乐乐团、长沙交响乐团联袂演奏，王传越、么红等歌唱家与湖南师范大学天籁合唱团、长沙交响乐团歌剧中心合唱团共同演绎。在舞台的岳麓书院造景中，音乐与荧幕播放的视频场景相配合，交响浑厚融合湖湘底蕴，为观众呈现一场大气磅礴又不乏细微生动的艺术盛宴。

　　“这个乐曲十分生动有活力，我非常喜欢。现场这种呈现方式，能让没去过岳麓书院的人也感受到它的魅力。”来自俄罗斯的留学生Polly说。

　　据悉，大型交响组曲《岳麓书院》由中共长沙市委宣传部牵头组织创作，是湖南省贯彻落实党的二十大精神的重点文艺项目。本次首演后，《岳麓书院》将作为长沙交响乐团保留节目长期演出，同时也将作为中国爱乐乐团的中国文化代表节目进行国际巡演。(刘曼)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）