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
“阳康”后眼干?少刷手机多眨眼******
感染新冠病毒后眼睛变干了、或者眼泪哗哗流,这些都可能与感染新冠病毒后眼部的炎症反应有关,“阳康”后如何护眼?新春期间如何做好眼睛保护?
昨日下午,广州市新闻办、广州市卫健委召开新冠防治眼健康专家访谈会,来自中山大学中山眼科中心多个专科领域的专家回应了市民关注的系列问题,并为市民提供了相关健康指引。
文/广州日报全媒体记者梁超仪、王婧、伍仞
余敏斌:新冠病毒感染有可能加快或促发急性青光眼发作
中山大学党委副书记、广东省医师协会副会长、中山大学中山眼科中心青光眼科学科带头人余敏斌教授介绍,这段时期,与新冠感染相关的眼科疾病的患者有明显增加的趋势,具体数据仍在动态监测中。
新冠病毒攻击呼吸系统、心血管系统比较常见。人们对于新冠病毒与眼部疾病的认识也在不断加深,据不完全统计,全世界范围内眼科领域发表了4600多篇眼科和新冠病毒研究有关的文章。中山眼科中心也在进行新冠感染与眼疾的相关研究。
余敏斌介绍,根据中山眼科中心近期持续追踪的数据发现,在2022年12月中旬到2023年1月中旬这第一波新冠感染高峰时期,50-60岁以上中老年人原发性急性闭角型青光眼就诊比例比往年同期大幅度增加,且以女性患者居多,“往年同期,一个月接诊原发性急性闭角型青光眼患者不超过30个,过去一个月内则收治了160多个该病患者。这些患者在感染阳性阶段发现的比‘阳康’阶段的多。”
对此,余敏斌提醒,虽然相关研究机理仍在进行中,但新冠病毒感染有可能加快或者促发急性青光眼的发作,这方面应引起警惕。如果老年人,特别是女性,新冠感染后出现急性视力下降,单眼或双眼疼痛,尤其是夜晚出现症状,甚至有恶心呕吐等情况,应及时前往眼科就诊。
此外,春节期间也是眼科急诊接诊因烟花爆竹导致眼外伤的高峰时期。对此,余敏斌教授提醒,一旦发生爆竹炸伤,不要自行处理,稍有不慎会导致二次伤害,“有的家长对于进入眼内的烟花、爆竹碎屑尝试自己挑出来,或者用酒精面纸去擦拭消毒,这些都是不正确的做法。”
专家提醒,应第一时间送往就近医院进行处理。如有干净的纱布或手帕,可以松松地覆盖眼睛,不要挤压,不要揉眼,对异物不要自行取出。
林浩添:“阳康”后眼睛痛?按症状分类处理
不少市民朋友阳了以后出现眼痛的现象,对此,中山大学中山眼科中心副主任、白内障科主任医师林浩添表示,感染过程中或者“阳康”后都有可能出现眼部症状,其中眼痛相对比较常见。
“总的来说,根据症状的持续性和严重程度分类处理。”林浩添介绍,引起眼痛的原因一般以结膜炎、眼表干燥居多,这些症状常常由新冠病毒感染引发的眼部炎症反应所致。大部分刺痛是一过性的,如果有持续刺痛、胀痛,一定要及时就诊、紧急处理,警惕青光眼、角膜严重感染等可能。
除了眼痛,部分人感染新冠病毒后还可能出现眼部红肿、流泪甚至视物模糊等症状。林浩添表示,相关研究显示,新冠病毒感染引起的结膜炎是比较常见的,眼睛可出现红肿、流泪等症状。上述症状大多在感染期间就可能发生,也有少部分患者是“阳康”后发现,存在个体和毒株的差异性。
林浩添指出,如果疼痛持续时间较久、比较严重的,建议到院就诊或通过互联网医院进行咨询。对于眼睛干燥或眼表炎症等轻症,可以通过人工泪液或常用消炎药物进行缓解,但不建议自行购买,要在专业医生指导下使用。
梁凌毅:视力出现明显下降 条件允许应尽快去眼科就诊
“确实在临床上观察到新冠病毒感染以后的病毒性角膜炎患者增加了,原因可能与病毒直接或间接相关。”中山大学中山眼科中心主任助理、角膜病科主任医师梁凌毅介绍。
患者往往在感染后出现眼睛红、异物感、视力下降,一般分泌物不太多。凡是出现视力下降明显,在其他身体症状允许的情况下,应去眼科就诊,医生会做视力、裂隙灯检查、角膜染色检查,进而做出是否有病毒性角膜炎的诊断。治疗方面,可以用抗病毒的滴眼液和凝胶,如果是继发疱疹病毒感染,还可以口服抗病毒药。如果是免疫性角膜炎,可以局部抗病毒治疗联合激素治疗。
还有一部分市民感染后出现流泪的现象。梁凌毅说,有两个可能:一个是新冠病毒相关的泪腺炎,泪腺是分泌泪液的组织,急性炎症的时候可以表现出流泪,同时往往伴有外上眼眶周围,也就是泪腺区的肿胀、疼痛;另一个可能是得了结膜炎、角膜炎,眼睛炎症不舒服导致的反射性泪液分泌增加,这种情况往往伴有明显的眼红、异物感、怕光、分泌物增加。
除了流泪,有一些市民表示感觉“阳康”以后眼睛出现了干涩的情况,“这个现象还是比较常见的,可能是得了干眼或者原来就有的干眼加重了。”梁凌毅解释,感染新冠病毒后有很多因素都会导致或者加重干眼,比如感染期间在家里频繁刷手机,看手机的时候聚精会神,眨眼减少,眼睛一直睁着,泪液蒸发过快;高热的时候泪液蒸发也会更快;身体不舒服等原因睡眠不好也会影响泪液分泌;另外,口罩上方没有封好,呼气从口罩上方直接吹向眼睛表面,也会加快泪液蒸发。
对于治疗,一方面可以用人工泪液点眼,更重要的是减少过度用眼,不要整天玩手机,尽量有良好的睡眠,多喝水,还可以试试冷敷眼睛、有意识地多眨眨眼。
吴开力:春运期间没必要戴面屏“全副武装”
春节假期临近,不少人有出行的计划,有没有必要针对眼部进行特别防护?
中山大学中山眼科中心临床检验科主任、主任医师吴开力表示,确实看到有部分市民朋友戴面屏、戴眼罩“全副武装”。实际上新冠病毒通过空气传播到眼部导致感染的可能性不大。综合来说,不建议旅行途中通过面屏、护目镜等专门进行眼部防护,外出时做好基本防护要求,保持一米距离、戴好口罩、勤洗手就可以了。
李涛:提高免疫力有助于降低眼部炎症反应
中山大学中山眼科中心眼底外科主任医师李涛表示,新春期间应注意一些眼科急症的发生,如视网膜动脉阻塞(眼中风)、视网膜静脉阻塞、缺血性视神经病变、视神经炎等眼疾,会引起严重视力障碍。此外,我国近视人数不断增加,高度近视是发生视网膜脱离的高危因素,而视网膜脱落如果没有得到及时救治,致盲率很高。
过去一个月,门诊中发现急性黄斑区视神经视网膜病变(AMN)患者增多,与新冠感染后机体免疫状态异常有关。因此,如果市民发现近期有明显视力下降、视物模糊、遮挡感等情况,应及时就诊。
不过,李涛也指出,虽然视神经、视网膜炎症会导致视力不可逆损伤,但是它的发病率很低,“阳康”的市民不用过于担心。专家介绍,很多急性眼疾并非由病毒直接损害,而是与全身免疫力息息相关,提高个体免疫力是关键。春节期间要注意多增加营养,保证充足睡眠,个人抵抗力有保证,视网膜视神经炎症发生的概率也会下降。
需要提醒的是,糖尿病视网膜病变已经位列成年工作人群中不可逆致盲眼病的首位。其发生、发展、恶化与血糖控制、病程长短有关。新春聚会多,容易大吃大喝导致血糖增高,长期宅家里泡剧运动量减少、习惯性熬夜,都容易导致糖尿病视网膜病变进展加剧,因此要保证足够运动、充分休息。
杨晓:感染阶段不要戴美瞳和OK镜
中山大学中山眼科中心屈光与青少年近视防控科主任医师杨晓介绍,年轻人爱戴的美瞳、青少年戴的近视防控用的OK镜,都属于接触镜。如果本身还在阳的时候,因为眼表会传播病毒,无论是美瞳还是OK镜,都不可以佩戴;如果家里还有人“阳着”、症状比较明显,也不太建议戴接触镜,因为接触镜也可能会接触到周围环境中的病原体。
而在“阳康”过程中,由于抵抗力还比较低,如果是美瞳等非必需的接触镜,不建议太着急,“阳康”后两周、眼睛没有其他问题的,可以戴。而如果是用于近视防控的OK镜,在转阴后一周后、眼部没有症状了,医生检查后可以考虑戴了。
要注意的是,佩戴接触镜要做好手部卫生,镜片、镜盒等护理用品、操作台面都需要进行消毒,但需要注意,镜片本身不能直接使用酒精消毒,需要使用镜片专用的护理液。恢复戴镜后,要密切观察有无眼红、刺痛、流泪等症状。
“阳康”以后,多久能用阿托品散瞳验光或者治疗近视?杨晓表示,对于阿托品和一些快速散瞳药物,目前没有证据显示会导致新冠病毒感染风险或加重感染后的病症。因此在“阳康”后,可以进行散瞳验光;使用低浓度阿托品治疗近视的,如果此前使用没有不良反应的,“阳康”后经过医生评估,也可以开始使用。
为了保护学生的视力,专家提醒,多增加户外运动,“需要提醒的是,天黑后散步作用不大,因为户外光线没有达到保护视力的要求。所以最好是可以参加学校的‘430’项目,放学后先在学校进行一些户外活动,或者是回家后趁没天黑和小伙伴结伴在户外玩耍,才有效果。”每天户外活动一小时,不一定需要连续一个小时,可以利用一些碎片化时间。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)