时空穿越或成真!虫洞首次被找到,专家用关键的SYK模型造出来了

一直以来,虫洞都是科幻的“标配”。国际上无论是古代神话、现代科幻片,还是古装穿越剧,亦或是叮当猫一类的动画,几乎都有时空穿越的“戏码”。但如果说以往只是停留在人为想象层面的话,那么此次的最新研究则是将它落到了实处,让不少人感到震惊的同时,也更期待看到它究竟是什么样。

11月30日,一篇“全息虫洞”的研究发表在了《自然》(Nature)上,并且直接登上杂志封面。据悉,这是一篇来自美国加州理工学院Maria Spiropulu领导的团队所发现。作为一个众所期待的事物,虽然此前一直在追寻它,但真的将它证实真的可能存在于现实宇宙中的时候,还是会觉得为何如此不可思议。

能让相差甚远的两个点瞬间连接,那么专家造出的这一“虫洞”究竟是如何运作的呢?又到底意义何在?不过魔方看来,在此之前我们不妨先来了解一下虫洞究竟是什么。

虫洞的“前世今生”,为何让无数人着迷?

广义的“虫洞”概念其实源于奥地利物理学家路德维希·福莱姆在1916年提出来,并且经爱因斯坦级纳森·罗森在1935年完善,因此虫洞其实也被称为“爱因斯坦—罗森桥”。而随着后来富勒、惠勒、克尔、萨鲁奇等科学家们研究的不断深入,“虫洞”不断被丰富被延伸,本质上来说,“虫洞”其实不仅仅是人们口中的“时空虫洞”,还包括其他很多类型,比如黑洞、白洞乃至虫洞中的不同类型。

一般来讲,虫洞被认为是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道,它是“高速”的,没有视界,同时也必须依靠负能量维持。据悉,它的产生主要依靠自然产生,其一是源于黑洞的强大引力能;其二则是源于黑洞周围的能层时空撕开了口子,在引力能和旋转能的效应下形成一个个小的虫洞。

因为虫洞蕴含的神秘,基于自然界的虫洞,也有人类想象中的虫洞存在。这一层面来说,虫洞被认为或许可能从一个有限时间传送到一个无限时间点上,联系着现在与未来,是一个天然的时间机器。因为其与黑洞的联系,也被认为可以借此打造一个微观黑洞也就是虫洞。或者是通过量子效应组织坍缩形成黑洞,转而形成虫洞......等等。

其实总体来看,至今黑洞和虫洞的诸多细化都让不少人傻傻分不清,但是相比于黑洞霍金辐射携带落入黑洞天体的原始信息外,虫洞没有视界、无需转化、不发生信息丢失、霍金认为的近光速飞行及四周皆有“虫洞”,还能应用于星际旅行、认为建造的吸引力以及可行性或许会更大。而这些,或许就是为什么让诸多科学家为它着迷的原因所在吧!

爱因斯坦被颠覆!专家利用关键的SYK模型造出“虫洞”

值得注意的是,虽然爱因斯坦完善了虫洞理论,但是他其实自身是不相信它真的会存在。而相比于以往的通过实验来替代还原,此次这支美国的研究团队则是真实使用谷歌的量子计算机对全息虫洞进行了“模拟”,创造出了有史以来第一个虫洞!

一定程度上来说,爱因斯坦此前的想法是完全被颠覆了,同时一直以来科学家们致力于寻找的也第一次被真实找到了。值得一提的是,在此次的研究中除了这一历史性的突破外,其实还有另外三大新发现!

首先,来自谷歌、MIT、费米实验室和加州理工学院的专家使用的工具是一台具有9个量子比特的量子计算机,并用它建造了一个简化版的SYK模型。事实证明,这一SYK模型能模拟出对应的量子动力学,它不仅是此次成功的关键,也证明了普通的计算机上完全不能运行,将量子计算机与量子物理学梦幻联动。

SYK模型,其实用通俗易懂简单的话来说,它就是一个群体会相互作用的全息物质粒子系统。在2015年的时候,它被量子引力理论家Juan Maldacena提出。按照这一模型原理,只要将两个相连接在一起,就能对可穿越虫洞进行编码。

其次,该团队在模拟过程中还原了现实世界中“量子虫洞”可穿越的全程,验证了虫洞在眨眼间将信息在两个纠缠粒子间立即发送的神奇。专家们利用SYK理论,将一个量子比特的信息发送到了其中一个,果然第二个系统中就出现了。这是首个足够小又足以在当今现有量子硬件上实现的事件,对于未来探索量子引力也提供了强大的测试平台。

与此同时,其实一直以来人们一直猜想的都是虫洞想要穿越就需要保持足够长时间,以便其受到负能量爆炸的冲击。而为了验证这一想法,专家们也真的发现了只有当负能量冲击击中它的时候虫洞才会有其典型特征,而正能量则不会。

因此一定程度上这就不仅仅是一起标准的量子传送事件了,更是深层次探索了真实世界虫洞的存在。对于探索它们究竟位于宇宙中的哪里,也是至关重要的。

总结

尽管学术界也有专家认为它对虫洞的探索仅仅停留在二维时空,而非我们实际生活的(三维空间+一维时间)四维时空,相比之下其实是简易化的2D玩具模型,忽视了这两大时空中存在的量子引力差异。

但不可否认,这一研究也仍旧有着不少的“通用”新经验,对于进一步深入研究的专家、爱科幻、爱探索的宇宙爱好者们来说其实都意义重大,量子纠缠与穿越虫洞的神奇实现离我们不远了。

那么,若真在不久的将来研究出了时空虫洞。如果可以穿越的话,你是想回到过去,还是去到未来呢?

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页面更新:2024-05-04

标签:霍金   爱因斯坦   模型   时空   专家   全息   量子   引力   黑洞   成真   能量   关键

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