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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

航天科技集团2023年计划安排60余次宇航发射任务******

　　《中国航天科技活动蓝皮书(2022年)》发布 今年计划安排60余次发射任务

　　1月18日，中国航天科技集团发布《中国航天科技活动蓝皮书(2022年)》。《蓝皮书》显示，航天科技集团2023年计划安排60余次宇航发射任务，发射200余个航天器，开展一系列重大任务：载人空间站工程进入应用与发展阶段，空间站转入常态化运营模式，将完成1次货运飞船、2次载人飞船发射任务和2次返回任务；全面推进探月工程四期和行星探测工程，开展嫦娥七号、天问二号等型号研制；发射多颗国家民用空间基础设施科研卫星和业务卫星；完成长征六号丙运载火箭首飞，进一步完善长征火箭型谱。

　　《蓝皮书》指出，2023年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年，也是加快建设航天强国、奋力实现建军一百年奋斗目标的关键一年，中国全年计划实施近70次宇航发射，有望再次刷新纪录。

　　宇航发射和飞行试验次数持续保持高位

　　据介绍，航天科技集团今年计划安排60余次宇航发射任务，发射200余个航天器，长征系列运载火箭累计发射次数将突破500次。其中，重大工程任务依旧繁重，要完成天舟六号、神舟十六号、神舟十七号3次发射任务，不断提高进出太空、利用太空、探索太空的能力；北斗三号全球卫星导航系统将完成3颗备份卫星发射，进一步增强系统可靠性；将发射风云三号06/07星、环境减灾二号06星、高轨20米SAR卫星、新一代海洋水色观测卫星、中星26号、中星6E、澳门科学一号A星等，让航天技术更好地服务社会民生，服务国民经济发展建设；航天科技集团“新一代商业遥感卫星系统”将加速推进建设，今年计划再发射7颗四维高景系列卫星，为传统、新兴市场用户提供高时效、高性能的时空信息服务。

　　航天科技集团今年还将实施宏图一号、吉林一号、吉利星座、微厘空间北斗低轨导航增强系统组网星等商业发射任务，公开发布火箭运载余量信息，向商业用户提供发射和搭载机会，为各类客户提供快速、稳定、可靠的“一站式”发射服务，推动我国商业航天持续健康发展。

　　研制应用任务持续保持高强度

　　今年将全面推进探月四期和行星探测工程，开展以嫦娥七号、天问二号、静止轨道微波探测卫星等为代表的多个型号研制工作，完成多项商业航天和整星出口合同履约工作；面向国家重大战略和经济社会发展需要，不断提升卫星应用融入新兴领域，支持重点区域经济发展；在北斗领域实现北斗应用向系统集成和增值服务延伸，继续深耕民航，拓展能源、应急等关键行业；发挥天地一体化优势和卫星通信、导航、遥感综合应用优势，聚焦行业和地方政府智能化升级契机，构建一体化的产品体系和业务综合应用解决方案。

　　建设航天强国新征程开启全面

　　《蓝皮书》显示，中国已经全面建成了航天大国，进入世界航天强国行列，开启了全面建设航天强国新征程。从近5年发射趋势看，中美两国发射活动快速增长，发射次数交替领先，发射航天器质量持续攀升，成为世界航天增长的主要动力。

　　2022年，中国全年完成64次发射任务，研制发射188个航天器，总质量197.21吨居世界第二位，各项数据均创历史新高。其中，长征系列火箭53次发射全部成功，并实现128次连续发射成功。

　　纵观这一年的中国航天，在发射活动方面，高密度发射任务有序实施、成功率保持高位，航天器研制发射数量快速增长、研制能力大幅提升，发射活动保持增长态势、进入空间利用空间能力跨越式发展。

　　·科技创新方面

　　运载火箭、载人航天、月球和深空探测、应用卫星、科学和技术试验等领域不断创新突破，取得多项重大科技成就，推动航天科技自立自强。

　　·应用服务方面

　　北斗导航服务全球，中星、亚太提供连续服务，空间基础设施形成全天时全天候对地观测能力，各类应用卫星提供的通信广播服务、国土资源服务、海洋资源服务、气象观测服务、应急管理服务、农业生产服务、生态环境服务、交通运输服务、科教文体服务等，在经济社会发展各领域发挥了巨大作用。

　　·国际合作方面

　　开展了设施和数据共享、技术合作、应用服务、交流研讨等多种类型的多边、双边合作，积极促进国际交流、产业发展和技术应用。在商业航天发展方面，产业体系和市场体系初步形成，由基础制造、产品研发为主的阶段进入应用牵引、市场主导的新发展阶段，商业航天正加快成为航天强国建设的重要力量。

　　(总台央视记者 崔霞 李厦 徐静)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）