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
第十版诊疗方案:有哪些新变化?怎样用中医治疗更有效?——国家卫健委组织权威专家解读第十版新冠病毒感染诊疗方案******
新华社北京1月8日电题:第十版诊疗方案:有哪些新变化?怎样用中医治疗更有效?——国家卫健委组织权威专家解读第十版新冠病毒感染诊疗方案
新华社记者李恒、温竞华
国家卫生健康委、国家中医药局1月6日印发《新型冠状病毒感染诊疗方案(试行第十版)》。第十版诊疗方案有哪些新的变化?针对进一步完善中医治疗相关内容,如何用中医治疗更有效?国家卫生健康委组织首都医科大学附属北京中医医院院长刘清泉、北京大学第一医院感染科主任王贵强作出解答。
1.问:第十版诊疗方案的重要变化有哪些?
王贵强:根据奥密克戎毒株致病性特点、流行特征及新药研发进展,第十版诊疗方案重要变化主要体现在以下几个方面:
一是对疾病名称进行了调整,将疾病名称由“新型冠状病毒肺炎”更名为“新型冠状病毒感染”,包括无症状感染者,也包括有症状的轻、中、重和危重等类型。
二是针对重症高风险人群,从原来的60岁及以上调整为65岁及以上,强调65岁及以上没有完成全程疫苗接种的人群是重点关注人群。从目前国内外数据来看,疫苗接种是降低重症和死亡风险的重要因素,没有进行疫苗接种的或未完成全程疫苗接种的老年人、有基础病的高风险人群要继续加强疫苗接种。
在重症高风险人群中,除了有糖尿病、冠心病、高血压等基础疾病的患者、肿瘤患者等,又增加了持续透析人群,这类人群在疫情高峰期也是容易导致重症和死亡风险的人群。
三是不再判定“疑似病例”,“疑似病例”就是临床上有流行病学、临床表现,没有病原学证据,但现在病原学证据已经扩充为新冠病毒核酸检测阳性或者抗原检测阳性都可以作为诊断标准。绝大多数情况下,不会出现因流行病学史、临床表现符合疾病特点但病原学检测较长时间不能明确的情况。
针对老年人等有重症高风险人群明确诊断阳性以后,要及时向社区报备,给予早期干预,密切监测病情变化、进行随访等,做到“关口前移”。
四是调整“出院标准”,不再对感染者出院时核酸检测结果提出要求,由临床医生根据患者新冠病毒感染、基础疾病或其他疾病诊疗及健康恢复状况等进行综合研判。
五是完善了儿童重型病例早期预期预警指标,更关注低龄儿童,尤其是三岁以下儿童,要进行密切监测和随访,比如有神经系统并发症、拒奶等重症倾向的要及时救治。
六是将未全程接种疫苗的老年人加入重症高危人群,将生命体征监测特别是静息和活动后的指氧饱和度监测指标等加入重症早期预警指标。
2.问:第十版诊疗方案提出进一步完善中医治疗相关内容,具体体现在哪些方面?
刘清泉:第十版诊疗方案结合了近三年来,中医药进行边救治、边研究、边总结,形成了较完善的新冠病毒感染治疗方案。
其中,奥密克戎轻型感染者“邪毒疏表”表现明显,如浑身疼、乏力,针对这些症候特点,第十版诊疗方案给出了较明确的治疗方向和方法,更多体现在恢复期的治疗,如患者在恢复期出现明显咳嗽症状,从中医角度来看,即宣肺、止咳、化痰,为医疗机构和医生提供参考。
在重症和危重症救治中,坚持中西医协同救治,如出现严重高热时,西医和中医结合治疗能有效缩短病程;危重症病人出现严重腹胀时,中医称“阳明病”,及时给患者用上通腹泻办法;当患者出现循环衰竭时,西医在使用血管活性药等的同时,中医用益气扶正固脱办法,进行中西医协同救治。(新华网)