从黑洞到虫洞:英国科学家提出一项创造虫洞的实验计划

发布时间：2023-03-23 10:06:47 所属栏目：外闻来源：

导读：我们都曾幻想过能够像科幻电影中那样，通过一条神秘的隧道，瞬间穿越到遥远的星系或者另一个时代。这种连接不同时空区域的特殊“通道”，就是物理学中所说的“虫洞”。但是，虫洞是否真实存在？

我们都曾幻想过能够像科幻电影中那样，通过一条神秘的隧道，瞬间穿越到遥远的星系或者另一个时代。这种连接不同时空区域的特殊“通道”，就是物理学中所说的“虫洞”。但是，虫洞是否真实存在？我们能否利用它们实现时空旅行？这几个问题一直是困扰着广大科学家和科幻爱好者的难题。

近年来，随着量子物理和弦理论等领域的发展，物理学家们对虫洞有了更深入和全面的认识，并提出了一些新颖和有趣的想法。例如：英国布里斯托尔大学量子工程技术实验室的研究人员提出了一项令人震惊的实验方案，可能会创造出有史以来第一个可穿越的虫洞。他们利用了量子计算机和反传送（antiteleportation）的概念，即在两个点之间发送消息而不交换任何粒子。他们认为，如果利用反传送在两个点之间建立起量子纠缠状态，就可以产生一个类似于ER=EPR猜想中描述的微观虫洞。然后，如果将这种纠缠状态放大到宏观尺度，并利用光束将其连接起来，就可以形成一个可见、可操作、可穿越的虫洞。这种虫洞可以让人们有效地从太空的一侧传送到另一侧，而不需要交换任何物质或能量。这种方法已经在实验室中得到了验证，中国科学院物理研究所的一个科学家团队也已经利用反传送将一个位图图像从一个位置发送到另一个位置，而没有交换粒子，一种微小的碎片或一定数量的具有特定性质（比如质量和体积）的物质。

除了反传送虫洞之外，还有其他类型的虫洞被物理学家所研究和探索。例如：美国加州理工学院的基普·索恩教授和迈克尔·莫里斯博士于1988年提出了一种可穿越虫洞的模型。他们利用了广义相对论中爱因斯坦场方程的解，并假设存在一种奇异物质（具有负能量密度和负压强）来支撑虫洞喉部不塌缩。他们认为，如果利用这种可穿越虫洞连接两个渐近平坦的时空区域，并保持球对称、静态、无潮汐力等条件，则可以实现时空旅行。

尽管理论上存在各种类型的虫洞，但在实验上构建和观测它们仍然是一个巨大的挑战。然而，近年来，一些物理学家开始利用量子计算机来模拟和探索虫洞的可能性和特性。例如：美国谷歌公司和加州理工学院的一个科学家团队于2022年首次在量子计算机上实现了可穿越虫洞行为。他们利用谷歌的悬铃木（Sycamore）量子处理器上的9个量子比特（qubit），构建了一个类似于 Sachdev-Ye-Kitaev（SYK）模型的系统，并通过负能量冲击波来撑开虫洞喉部。他们成功地从一个位置发送了一个位图图像到另一个位置，并通过全息原理将其解释为时空中粒子穿越虫洞的过程。这项史无前例的实验探索了「时空」以某种方式从量子信息中出现的可能性，尽管该工作的解释仍然存在争议。该实验也表明了量子计算机在研究复杂物理问题方面具有独特优势。在复杂物理问题方面具有独特优势。该团队在论文中写道：“这项研究为我们理解量子力学如何影响我们的行为提供了一个令人兴奋的视角。”

（编辑：驾考网）

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