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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

“反向春运”：阖家团圆就是幸福年******

　　【春运进行时】

　　“明天开始我就不点外卖了。这张小餐桌终于能放一些父母做的美食了！”今年春节前夕，已经在北京工作6年的王冰柯终于如愿让父母答应从老家云南大理来北京过年。帮父母买完机票后，王冰柯就开始打电话约保洁，“平时工作比较忙，没好好收拾过家，过年前要来一次大扫除，干干净净迎接父母到来”。

　　提到春运，在许多人的习惯认知里就是节前集中回乡、节后扎堆返城的人口“大迁徙”。但如今，随着人们思想观念的转变，像王冰柯父母这样的“反向春运”旅客越来越多。“反向春运”也被称为“反向团圆”，是指年轻人将老家的父母和孩子接来自己工作的城市过年，节后再返乡。这一新潮的过年方式，子女可以不用顾忌放假时间、高速拥堵、票价高昂等因素，既可以尽到孝心，又能一家人团圆。

　　王冰柯告诉记者，作为常年在北京工作的外地人，过年的首选肯定还是回老家。但他家离北京比较远，春节假期掐头去尾在家也待不了几天，回大理的经济成本、时间成本都较高，所以今年王冰柯决定让父母来北京一起过年，顺便也可以带父母去北京周边的景点转转。

　　“就拿机票来说吧，如果我大年二十九或除夕从北京回大理，机票加税费需要2600元，但同时间段从大理飞北京的航班一张票只要不到600元，这样算起来父母两人往返机票加起来还不如我自己的一张单程票贵。”王冰柯表示，另外，春节期间大理的游客非常多，物价也随之上涨，在老家过年真不如在北京过年划算。

　　某旅行网站发布的2023春运出行预测报告显示，北京、上海、广州、深圳、杭州等大城市是今年“春运”的热门目的地，和常规意义下的热门航线相比，“反向春运”热点航线票价折扣力度非常大，票源也十分充足。与此同时，铁路部门也扩大了非高峰方向票价折扣优惠列车范围，为“反向春运”旅客提供了价格更加低廉的选择。

　　北京交通大学教授张晓东指出，“反向春运”这种现象的出现是多方面因素共同作用而成的。在客观上有春运运输资源倒挂的因素，一票难求的情况下，一些人开始反其道而行之，换一种过年团聚的方式。在主观上也折射出公众理念的转变，随着社会的发展，故土难离的观念逐渐淡化，越来越多的人开始认同，只要家人聚在一起，在哪里过都是团圆年。

　　此外，“反向春运”客流的增长，除了观念上的转变外，也和人口构成不无关联。中国城市规划设计研究院城市交通研究分院院长赵一新表示，春节的意义在于一家人团圆，上代父母往往养育了多个孩子，所以这些孩子们共同回到父母身边是团圆的基本模式。但如今独生子女比例很高，这类家庭中不论是孩子回到父母身边，还是父母来到孩子身边，对于团圆本身来说意义相同，所以许多这类家庭对于“回家过年”和“反向春运”都抱着开放的态度。

　　就交通运输的特性而言，南来北往、满载而归应该是其运力均衡配置和利益最大化的理想境界。交通运输部运输服务司相关负责人表示，交通运输部门对“反向春运”机票车票的打折优惠，就是其对乘客积极填补这种运力空档的一种经济引领，假如“反向春运”成为更多旅客的过年选择，受益的将不只是交通运输企业，更可不同程度地提升乘车者出行舒适度。

　　“平常因为工作忙，和父母的沟通就是打打电话、发发视频，对于父母而言，过年期间的团聚可能是他们一年中最大的期待。”王冰柯说，不论是正向还是反向，也不论是在老家还是大城市，只要能够阖家团圆，就是一个幸福年。

　　(本报记者 訾谦)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）