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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

如何安全愉快过寒假？北京儿童医院专家来支招******

　　目前，孩子们的寒假生活已经开启。如何让假期过得安全、愉快而充实呢？北京儿童医院心理治疗师徐畅表示，一个有意义的假期需要家长和孩子共同来打造。他特别给家长、孩子支上如下几招：

　　科学应对疫情 树立战胜病毒信心

　　这个寒假是疫情防控进入新阶段后的第一个寒假，科学有效应对疫情是保证孩子健康、安全的关键。徐畅表示，除了做好日常健康防护、准备好药物抗原等物资外，调整好心态，树立战胜病毒的信心也十分重要。

　　徐畅建议家长首先调整好自己的情绪，为孩子做好情绪示范，同时对孩子产生的负面情绪进行合理引导、比如对年龄较小的孩子可以通过拥抱、轻拍进行安抚；对年龄较大的孩子运用“腹式呼吸法”“肌肉放松法”“蝴蝶拍” 等方法帮助他们改善情绪。特别对于还“未阳”的孩子，徐畅建议家长引导孩子关注当下。“可以告诉孩子‘这一刻我仍然拥有健康，有让自己开心的时间。即使真的生病，也有家人陪伴我一起面对。’”徐畅说。

　　此外，家长应耐心、平和地解答孩子对于疫情的疑问。对于年龄较大的孩子，家长还可以精选一些和疫情有关的信息推荐给他们，帮助孩子正确认识病毒，坚定战疫必胜的信心。

　　制定寒假计划 让假期充实又精彩

　　寒假中，孩子有了更多自由支配的时间，但如果没有合理规划，孩子可能会出现无所事事、失去目标和动力等情况，有的甚至会出现焦虑、抑郁等心理问题。

　　因此，徐畅建议家长和孩子共同制定一份寒假生活学习计划，合理安排学习、休息、娱乐和体育锻炼时间。“在假期计划中应该安排家庭集体活动，比如全家一起运动、一起准备年货等，这将有助于提升家庭整体幸福感。”徐畅说，假期计划可以相对宽松，但家长要积极鼓励孩子切实执行，帮助孩子度过一个有规划的寒假。

　　拒绝沉迷电子产品 增进亲子沟通

　　假期中，很多孩子会沉迷于手机、平板电脑等电子产品。对此，徐畅表示，解决方法并非“夺走手机”那么简单，家长不妨利用假期时间多与孩子沟通交流，鼓励他们多结交朋友，共同努力让假期生活丰富多彩起来。

　　此外，家长与孩子在家中共处的时间增多，冲突可能也会随之增多。徐畅建议，家长与孩子发生争吵时，双方不要急于表达，可以先按下暂停键，静一静，等到情绪稳定后再态度温和地进行沟通。在沟通方式上应遵循非暴力沟通方式，先描述客观事实，再说出感受，最后说出需求和希望。对于高年级的孩子，家长可以给予他们一定的独处空间，尊重他们对独立和独处的需求。

　　（光明网 张倩）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）