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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

“全球战斗舰”难以撑起“全球英国梦”******

上图：26型护卫舰“格拉斯哥”号。资料图片

　　近日，英国海军的首艘26型护卫舰“格拉斯哥”号举行了下水仪式，并将在完成舾装后开展海试，预定于2028年前正式服役。保持“全球抵达”能力的海军，一直被英国视为维持其“全球影响力”的重要支柱。而26型护卫舰早在研发期间，就被英国防部冠名为“全球战斗舰”。然而，这款新型战舰，真能支撑起英国近几届政府所宣扬的“全球英国”战略构想吗？

　　客观而言，26型护卫舰在设计和性能上确有可圈可点之处，是一型瞄准了“全球作战”目标打造的多用途水面战舰。

　　首先，自持力与续航力较出色。作为“护卫舰”，26型护卫舰标准排水量约6900吨，几乎与美军“阿利·伯克”级驱逐舰和英军45型驱逐舰持平，可满足长期远航的物资储备需求。较一般护卫舰30天的自持力，26型护卫舰自持力可达60天，最高航速超过26节，以15节航速航行，续航力约为7000海里。

　　其次，能遂行多种作战任务。26型护卫舰问世的主要目的，是替换老旧的23型护卫舰、担纲英军航母编队的反潜主力，其集多种本领于一身，能分担兼顾防空反导和对海对陆打击等任务，且采用模块化设计，可根据作战需求进行改装。

　　再次，与盟友海军的互通性和协同性较好。除英国外，同为“五眼联盟”和英联邦国家的澳大利亚及加拿大，均已选择26型护卫舰的出口型作为本国新一代护卫舰的基本平台，分别采购了9艘和15艘；新西兰也有望订购2至3艘。这意味着，26型护卫舰较易获得这些国家海军的保障和配合，从而提升执行任务的能力与效果。

　　然而，纵观26型护卫舰项目推进进程，却堪称当代各海军强国中“拖（工期）、涨（预算）、降（性能）、减（数量）”的典型。

　　英海军原计划用26型护卫舰“一对一”地替换13艘23型护卫舰，然而其性能指标需求与控制成本的原则相悖。单艘26型护卫舰仅船体建造成本已高达约16亿美元，比原计划攀升了3倍多，为此不得不缩小建造规模，目前仅实际开工3艘。2022年11月，英国敲定了第二批次5艘舰的建造合同，但据英国国防部披露，即便进展顺利，英海军最快也要到2035年才能拥有8艘26型护卫舰。结合目前英海军只有6艘45型驱逐舰来看，按照三分之一的“战斗出动率”计算，届时仅能勉强凑出一个航母战斗群的驱护舰配置。

　　此外，26型护卫舰存在不少技术短板：其动力系统中使用的燃气轮机，与“伊丽莎白女王”级航母和45型驱逐舰相同，而它恰是故障频发、导致战舰不时停摆的“罪魁”；其装备的“海上拦截者”防空导弹系统，拦截弹由“阿斯拉姆”空对空格斗导弹演化而来，不仅尺寸“迷你”，最大射程也仅有25千米。计划为该型护卫舰配备、由英法联合研发的新一代反舰导弹系统，也迟迟未见踪影。

　　26型护卫舰处境尴尬的深层次原因，是英国日益没落的制造业和海军经费拮据。“格拉斯哥”号的下水，与“伊丽莎白女王”级航母的巡航一样：看似华美的一抹光彩之下，映射出的只是“日不落帝国”积重难返的日落残阳！（海　镜　李新宇）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）