星際旅行可以實現了?科學家利用量子計算機,創造出可穿越的蟲洞

5樓的男人 發佈 2022-12-02T12:36:34.702433+00:00

12月1日,著名學術期刊《自然》雜誌發表一篇物理學論文,對愛因斯坦有關「蟲洞」的預言取得突破性進展,科學家們在實驗室中,利用量子計算機模擬了量子蟲洞的穿越,此舉是否意味著宏觀蟲洞的存在?人類利用蟲洞進行星際旅行還有多遠?

12月1日,著名學術期刊《自然》雜誌發表一篇物理學論文,對愛因斯坦有關「蟲洞」的預言取得突破性進展,科學家們在實驗室中,利用量子計算機模擬了量子蟲洞的穿越,此舉是否意味著宏觀蟲洞的存在?人類利用蟲洞進行星際旅行還有多遠?

在天文物理學界,愛因斯坦曾有幾個著名的預言,經過近百年的時間驗證,人們一一確認了這些預言的準確性。

其中比較著名的是黑洞、引力透鏡和引力波,這些預言不僅有理論基礎,而且在後來被科學家們證實。

愛因斯坦的預言有很多,一些已經被證實了,還有一些雖然未被證實,但是也在被科學家努力證實的過程中。這些未被證實的預言中,最著名的就是「蟲洞」了。


蟲洞的作用

由於宇宙的限制,即便是宇宙最快速度,用光速旅行的話一個單程也需要4.2年的時間,而想要橫穿銀河系,則需要數十萬年的時間,對於人類短暫的生命來說,利用速度來實現星際無疑不是最佳選擇。

幸好在愛因斯坦的預言中,蟲洞是連接宇宙兩個遙遠地方的點,無論多麼遙遠的距離,只要通過這個點,就會在很短的時間從一段到達另外一段。

也正是蟲洞的存在,才給人類留下了一絲希望,人類想突破空間限制,最好的辦法是利用蟲洞來現實星際旅行,不僅可以突破時間的限制,而且可以突破空間的限制,讓人類瞬間就可以達到宇宙的各個角落中,也讓人類可以回到過去和未來。


基於這個原因,無論是為了驗證愛因斯坦的預言,還是為了人類未來星際旅行做準備,科學家們對蟲洞的研究,都在緊鑼密鼓進行著。

通過愛因斯坦的理論,人們證實了緻密天體會導致時空彎曲,而蟲洞實際是在巨大的引力下,時空彎曲到一定程度,乃至於摺疊起來。所以這裡就有一個前提,那就是在巨大的吸引力下。

而在目前階段,人類能夠想到引力最大的天體就是黑洞,只有黑洞才能形成巨大的引力,導致空間摺疊,所以霍金曾經猜測,黑洞中心的奇點,就是連接時空的隧道,也就是蟲洞的入口。


直到前些年,人們才一睹黑洞的真容,至於黑洞裡面是什麼?以人類目前的科學技術手段,對黑洞的研究還在初級階段。

所以想研究黑洞尋找蟲洞的入口,非常困難,科學家們就轉換了思路,既然在宏觀宇宙中尋找蟲洞非常困難,那麼是否可以在微觀尺度的量子世界中,尋找到蟲洞呢?


量子世界中的穿越現象

早在2014年6月的時候,澳大利亞昆士蘭大學的科學家就利用兩個光量子,在實驗室用進行了蟲洞穿越實驗。

在這個實驗中科學家準備了兩個光量子「1號光子」和「2號光子」,在實驗中,科學家模擬光子在穿過蟲洞後的影響,對其一舉一動進行跟蹤研究。

這個結果證明至少在量子尺度上,蟲洞不僅存在,而且光子可以穿過蟲洞實現時間旅行。

在這個實驗中,科學家利用光子穿越蟲洞進行比對實驗,對兩種可能出現的結果進行研究。


首先,他們用1號光子穿越蟲洞,通過觀察發現,在1號光子穿過蟲洞後,並且與一個現在不存在的自己,也就是以前的自己發生相互作用。

而2號光子則是在正常空間內活動,但是在穿過蟲洞過程中,會與卡在時間封閉線中的另外一顆光子發生相互作用。

通過實驗表面,在量子層面蟲洞的存在,而量子在穿過蟲洞的時候,不僅在空間上有變化,而且在時間上也會出現變化。

這一研究結果隨後被發表在《自然·通訊》雜誌上,這個實驗為人類研究蟲洞的方向又往前進了一步。


量子計算機創造出「蟲洞」

如果說2014年的研究,科學家只是模擬光量子在穿過蟲洞後,對比發現光量子出現的變化,以證實在微觀尺度的黑洞存在的話。

那麼發表在12月1號《自然》雜誌上的研究,則是科學家們利用量子計算機創造出來一個全息的蟲洞,此舉也被稱為人類創造出來的第一個蟲洞。

這份研究最早追溯到2019年,當時科學界就像利用量子計算機,在實驗室的環境中進行蟲洞相關的研究。


對於這個蟲洞的研究,也是聚集了眾多的天才大腦,由:麻省理工學院、谷歌實驗室、費米實驗室和加州理工大學的科學家們共同完成。

這個實驗是在同一個量子晶片中,創建了兩個糾纏的量子系統,將一個量子放入到其中一個量子系統中,科學家們在另外一個量子系統中,觀測到這個量子穿越蟲洞攜帶的信息,而這個結果也符合預期所表現的引力特徵。

隨著這次量子計算機模擬出來的蟲洞,在學術界引起巨大的轟動,同時也存在巨大的爭論。


著名量子引力理論學家雷納特·洛爾(Renate Loll)認為,此次研究團隊雖然利用量子計算機模擬並創造出來蟲洞。

但是其對現有的研究的理論研究參考意義不大,因為此次是基於二維尺度上創建出來的蟲洞,而我們生活在四維空間(三維空間+時間)中,實際情況遠比二維空間中的量子引力更為複雜。

但是另外一些科學家則認為,雖然二維空間與我們生活的空間有很大的不同,但是卻有許多通用的經驗,在研究四維空間中,也有許多借鑑意義。


結語:

雖然此次量子計算機創造出來的蟲洞,不僅是二維空間的蟲洞,而且也是發生在微觀世界量子尺度上進行的實驗。

但是,此次實驗的成功,人類至少證明「蟲洞」不僅存在,而且現在人類的科學技術水平,也可以在實驗室中創造出來蟲洞。

無論如何,這是人類在蟲洞研究中最重要,也是最堅實的一步,隨著首個「蟲洞」被量子計算機創造出來,將來還會有更多的蟲洞被創造,而人類研究最困難的就是從0到1的突破。

當突破0進入到1的階段,人類會在這個基礎上擴大研究,也許在不久的未來,人類將會穿越蟲洞,到宇宙各個角落實現星際旅行,相信隨著研究繼續下去,這一天終會到來。

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