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
专家探讨全球化视角下的商务区绿色发展模式******
中新网12月27日电 题:专家探讨全球化视角下的商务区绿色发展模式
中新财经记者 庞无忌
2022北京CBD国际商务季“聚焦绿色建筑,打造绿色低碳商务区”线上分论坛日前成功举办。此次论坛由北京CBD管委会主办,奥雅纳承办,聚焦全球化背景下的商务区绿色发展模式。
中国建筑节能协会副会长李德英、北京CBD管委会常务副主任牛海龙和奥雅纳东亚区主席郭家耀分别致开场词。
论坛邀请中国建筑科学研究院、清华大学、北京市城市规划设计研究院、安永会计师事务所、戴德梁行等国内外机构专家、学者与企业代表,分享绿建低碳实践经验。
论坛上,北京CBD管委会发起《绿色低碳行动倡议》,倡导全体楼宇、招商机构、企事业单位,积极参与绿色低碳建筑创建行动,主动开展绿色电力交易和碳交易,发展和完善绿色低碳企业配套服务,支持和配合节能降碳交流平台搭建,培养引进绿色低碳人才,以全新发展理念引领城市可持续发展。
针对北京CBD绿色建设与发展,北京市城市规划设计研究院城市更新规划所所长王崇烈提出CBD六大发展策略:优化用地功能混合布局,构建全时空的中央的活力区;依托轨道站点聚集资源,引导城市高密度高效率发展;完善道路微循环促慢行,绿色出行引导生产生活;多样公共空间激发活力,多维绿色空间提升碳汇;更新利用活化既有建筑,高效运营城市存量空间;推广绿色建筑有效节能,全生命周期低碳运营与维护。
清华大学节建筑节能研究中心副教授魏庆芃表示,CBD需要通过价值管理重塑商业新常态,将可持续发展标准纳入社区园区和基础设施投资和发展策略,让基础设施和设备设施的运行更加低碳、绿色、健康和宜居。
北京达实德润副总经理朱文敏建议,北京CBD在现有良好的基础上,需推动零碳建筑示范项目的发展和突破,加强零碳技术的应用和推广,将绿色低碳实践推广到区域内更多业态中。
谈及绿色金融对我国实现碳中和的助力作用,中国国际经济咨询有限公司发展战略研究院副院长祖大军表示,强有力的绿色金融对策可助力我国尽早实现双碳任务。目前我国绿色债券用于绿色建筑领域尚不足。随着国家对地产建筑领域的政策支持,绿色债券值得大家关注。
奥雅纳院士、地产科技园区及社会基础设施业务全球负责人Paul Sloman,城市土地学会华盛顿特区可持续性发展和经济绩效中心执行董事Billy Grayson就全球CBD实现净零碳排放发展策略分享时表示,城市CBD脱碳需要城市管理者、公共和企业机构的共同努力,持续提高能源效率,投资可再生能源,不断创新和优化减碳措施。
金丝雀码头集团分享了他们如何与上下游供应链、承包商及合作伙伴联动,探索出一系列的减碳方案。
圆桌对话环节中,来自戴德梁行、中国建筑科学研究院、奥雅纳、安永、北京五一视界及北京建机天润资产管理有限公司的嘉宾们主要就建筑规范的绿色可持续发展方向、城市低碳规划与管理、数字科技碳中和、绿色地产开发、楼宇绿色认证及更新改造等话题展开了探讨。
据了解,目前,北京CBD区域现有楼宇均按绿色建筑评价或LEED认证的高标准进行建设或运营,CBD中心区及金盏国际合作服务区LEED金级及以上绿色建筑认证累计32个项目超过458万平米,CBD中心区绿建认证楼宇总体量占全市近四分之一。伴随绿色低碳全球化发展,北京CBD将着力推动CBD建筑领域绿色低碳转型,为北京实现碳达峰贡献力量。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)