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
国足帅位,为何如此“难产”******
主帅迟迟难敲定,“土洋结合”成备选
国足帅位,为何如此“难产”
2月4日,是二十四节气之首的立春,意味着进入风和日暖、万物生长的春季。在冬季蛰伏的中国足球,也逐渐“复苏”。泰山队确认即将重新集结,国奥队、亚运队敲定集训计划,不论是俱乐部还是国字号球队层面,新的备战计划已然启动。
在一片进展有序的气象中,国足迟迟未能敲定新帅,显得是那么格格不入。1日,国足3月份与新西兰队的两场热身赛得到了官方确认。但距离热身赛还有一个半月的时间,国家队谁执牛耳,仍然悬而未决。
主帅人选迟难定夺
自12强赛出局至今,国足已经“消失了”近1年的时间。
本月1日,国足终于更新消息,球队将于3月23日和26日与新西兰国家队进行两场热身赛。时隔三年半,国足终于再次得到了国际A级友谊赛的比赛机会。
在此之间,国字号梯队也频繁有消息传来。春节之前,U20国家队就已经敲定集训人选,并赴迪拜进行了拉练。其间,球队进行了5场热身赛,成绩为1胜2平2负。2月2日,球队离开迪拜,赴克罗地亚进行第二阶段的拉练。
春节之后,U23国奥队和U24亚运队的集训名单相继出炉,分别由成耀东和扬科维奇带队。今年,这两支球队任务不少。不论是奥运会预选赛还是第19届亚运会,都需要认真对待。
相比之下,国足主帅的帅印归属,显得格外“难产”。虽然世预赛36强赛要11月才开打,但帅位迟迟没有归属,还是会给国家队和各俱乐部带来一些麻烦。
目前国足进入新的世界杯备战周期,必然要经历换血,也必然有新鲜血液的补充。若主帅未能敲定,集训队阵容的确定也就无从谈起。同时,中超有望在4月开赛,各俱乐部迟迟未能确定谁将参加集训,也会给新赛季备战带来一定干扰。
此外,国足需要在3月到6月的国际比赛日热身赛中全力争取积分,以便在36强赛分组中获得一个较好的席位。
因此,包括与新西兰两场热身赛在内的每一场热身赛都需要认真对待。而国家队的备战,从哪一天开始都不算早,这更让主帅人选的确定显得紧迫。
选人为何如此艰难
不论是李铁接手里皮的帅位,还是李霄鹏担任国家队主帅,近几次国足换帅总是显得有些仓促。
相较而言,本次换帅留给足协的考虑时间较多,但受限于种种因素,候选者可考虑的范围却似乎并没有扩大多少。
据媒体此前报道,中国足协原计划选择一位业务能力突出、熟悉亚洲足球且能迅速上手的高水平外教。诸如奎罗斯、保罗·本托、斯托伊科维奇、奥拉罗尤、勒纳尔等率队参加卡塔尔世界杯或曾在中超、亚洲地区联赛执教的外籍教练均在候选之列。
不过,选帅并非足协一厢情愿的事。由于国足对于主帅的预算是年薪税后200万美金,这很难满足一些教练员的薪资需求。与此同时,中国足球目前大环境不佳,国足世界排名一再下滑,这也让一些追求执教成绩的外籍教练望而却步。
除自身因素外,国足选帅还面临着其他亚洲球队的竞争。就在不久前,越南队官宣特鲁西出任该队主帅。从资历上看,特鲁西曾长期在亚洲执教且成绩尚可。
不难想象,其他基本符合足协选帅要求的外籍教练,也有可能接过其他亚洲球队抛来的橄榄枝。国足选帅拖得越久,可选择的空间也就越少。
在这种情况下,足协或许应当适当放宽选人标准。例如,“熟悉亚洲足球且能迅速上手”这项要求,就遭到了外界的质疑。目前,国足的选帅已不再像此前几次那样以“救火”为目的,而是要从长计议,为新世界杯周期甚至更长远的发展规划打好基础。
作为一名高水平外教,即使对中国足球不甚熟悉,只要专业能力在线,熟悉国足、熟悉对手,也不是一件难事。
“土洋结合”或为临时选择
有人会问,既然洋帅难觅,为何不将目光放在本土名帅身上。土帅对中国足球的了解毋庸置疑,且开价绝不会超过足协的预算。问题就在于,以土帅的资质和能力,究竟能不能带领国足拿到应有的成绩。
每当选帅时,“土帅洋帅之争”就会成为热议的话题。支持洋帅的人认为,洋帅水平更高,可至今也只有米卢一位洋帅带领国足走进过世界杯。支持土帅的人认为,土帅更了解中国足球,可目前为止,土帅也没有拿出来太亮眼的成绩。
12强赛,李铁和李霄鹏各带队踢了半程比赛,最终国足1胜3平6负,积6分位列小组倒数第二。外界对这两位主帅能力的质疑,从来没有停息过。
值得一提的是,里皮辞职后,李铁、李霄鹏和王宝山三位“土帅”,成为了国足主帅的最佳候选。如今,两位代表着最高执教水平的本土主帅相继失利,又有哪位“土帅”能接过教鞭呢?
洋帅难寻,土帅又受到执教水平的质疑。在高不成低不就中,留给足协选帅的时间已经越来越少了。
有消息称,足协对新洋帅短时间无法到位的情况“早有预判”,因此不排除让现任主帅李霄鹏带队或安排扬科维奇“转岗”接手国足。或者,干脆“土洋结合”,让李霄鹏和扬科维奇共同执教国足。
当然,这大概率是新帅无法到位前的一个“备选”。
其实,“土洋结合”的模式在中超俱乐部中不少见,但对国家队而言却是全新的挑战。如果土洋结合的模式能取得成效,那最是皆大欢喜。
与此同时,若这样的模式不奏效,那这一“备选方案”需要尽早被放弃,避免在将就和妥协中浪费大好的备战时间,将国足拖进大赛临危换帅的又一次轮回。(记者季禹)
(来源:齐鲁晚报 2023年02月03日 A13版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)