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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

不同变异株是否会导致再感染？抗病毒药物该如何使用？老年人如何做好健康监测？专家回应【科学防疫小贴士】（65）******

　　北京大学第一医院感染科主任 王贵强

　　01

　　不同变异株是否会导致再感染？

　　对于绝大部分免疫力正常的人来说，半年内人体内都会存在有效的免疫抗体，同一毒株的二次感染概率极低，即便感染了也不会出现严重症状。

　　如果出现新的变异株，或者新的亚分支表现出很强的免疫逃逸能力，是可能导致再感染的。根据人体内的免疫抗体，再感染的间隔时间越短，症状通常越轻，间隔时间长了，症状就偏重。因此，这轮疫情过后，大家仍要注意做好健康防护。

　　02

　　抗病毒药物该如何使用？

　　高龄老人，尤其是有基础病、没有接种疫苗的高龄老人，属于高风险人群，面对疫情要早发现早干预。一些口服的抗新冠病毒小分子药物，可以在发病或感染得到明确诊断后尽早使用，一般在5天内使用。

　　这类抗新冠病毒小分子药物存在与其他不少药物相互作用的问题，也会有一些副作用，因此务必在医生指导下使用。此外，研究显示，这类药物不能用于预防性治疗，对重症患者的效果也不明显。

　　03

　　老年人如何做好健康监测？

　　呼吸的频率是很重要的指标。如果呼吸特别快，每分钟超过30次，并有气短，需及时到医院就医。建议有老年人、基础病人群的家庭备指氧仪，若指数低于93则表现为重症，若出现低于95或94的情况，也需进行早期吸氧。

　　一些有基础病的老年人在平卧静息状态下的氧饱和度正常，但在活动时氧饱和度会明显降低。因此，建议有基础病的老年人在静息时、活动后均进行血氧测量，若下降明显则说明存在重症风险，应及时到医院治疗。

　　居家时，若血氧饱和度降低，有条件的可以在家进行吸氧。由于新冠重症导致呼吸衰竭的情况，都是从低氧血症开始的。所以为什么有基础病的老年人相对脆弱？是因为其对低氧的耐受性差，低氧会诱发一系列基础病的加重，导致重症甚至死亡。因此，早期干预解决低氧的问题，是降低重症和死亡风险最有效的手段之一。建议居家的老年人有指氧仪的随时测，能吸氧尽可能吸氧。

　　来源：新华社、央视网

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）