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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

长江江豚“保姆”：守护“水中大熊猫”健康成长******

　　(新春见闻)长江江豚“保姆”：守护“水中大熊猫”健康成长

　　中新社武汉2月1日电 题：长江江豚“保姆”：守护“水中大熊猫”健康成长

　　中新社记者 马芙蓉

　　春节假期，长江江豚饲养员邓正宇只休了3天便返回岗位。“江豚对水位、水温、声音等变化极为敏感，需要人24小时守护。”邓正宇近日介绍说，照料江豚“饮食起居”，不敢有丝毫马虎。

　　长江江豚是全球唯一江豚淡水亚种、中国国家一级重点保护野生动物，被称为“水中大熊猫”。2017年长江江豚生态科学考察结果显示，其种群数量约1012头，状况极度濒危。

　　自20世纪80年代起，中国逐步探索建立了就地保护、迁地保护、人工饲养繁育三大长江江豚保护策略。其中，人工饲养繁育旨在通过开展长江豚类繁殖生物学、生理生态学、生物声学及遗传学等基础生物学研究，为就地保护、迁地保护提供技术支撑。

　　邓正宇所任职的中国科学院水生生物研究所白鱀豚馆，是中国唯一专门用于淡水鲸类饲养保育、技术研究和公众科教的饲养场馆。目前，这里生活着7头长江江豚，其中4头是在全人工环境下繁育，包括16岁的雄性江豚“淘淘”及“淘淘”的儿子“汉宝”、女儿“F9C22”。

　　据邓正宇介绍，白鱀豚馆现有4名专职饲养员，每人固定照料1至2头江豚，日常工作包括清污、喂食、检查江豚身体状况、训练江豚配合科研采样等，其中保证江豚健康是重中之重。

　　“它们不会说话，无法直接告诉你哪里不舒服。”邓正宇介绍说，一头成年江豚每天要吃4至5餐鱼，一餐进食约1公斤、用时大概10至15分钟。饲养员每天要检查江豚体表，监测其摄食量、摄食时间，据此判断其精神状态和健康状况。

　　邓正宇一直负责照顾江豚“洋洋”。“洋洋”是一头从江西鄱阳湖迁入白鱀豚馆的雌性江豚。2020年6月，“洋洋”诞下“汉宝”后，邓正宇承担起照顾“母子俩”的重任。

　　长江江豚妊娠期大约12个月，从“洋洋”怀孕到生产，邓正宇每日观察记录“洋洋”孕期状况，为它准备可口“饭菜”，喂食叶酸片和维生素片，定期采集B超影像，生怕有任何闪失。“汉宝”出生后，邓正宇把它当自己孩子一样，悉心照顾。

　　朝夕相处中，江豚与饲养员建立了亲密、信任关系。记者采访中看到，当邓正宇出现在水池边，“洋洋”与“汉宝”便快速游过来，任凭邓正宇抚摸它们的头、牙齿。邓正宇在水池边走动时，“洋洋”与“汉宝”也追着他在水中起伏。

　　成为饲养员这些年，邓正宇见证了人工饲养繁育江豚家族的不断壮大。“新的一年，希望江豚健康成长，也希望人工饲养繁育研究能取得更多突破。”他说。

　　记者从中科院水生所获悉，通过人工饲养繁育研究，该所科研人员已摸清江豚生物学特征、繁殖生理学及规律。接下来，将继续深入开展精子生物学、排卵监测、人工授精技术等研究，更加全面系统掌握江豚繁育生存机制。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）