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

FAA安全系统出错导致全美机场停飞，会阻碍美国航空业复苏吗？******

　　由于飞行安全系统故障，美国机场遭遇大面积停飞事故，给业务火热的美国航空业泼了一盆冷水。

　　当地时间11日上午，美国联邦航空管理局(FAA)因关键警报系统中断，下令美国国内航班停飞，持续时间约为两个小时。航班跟踪网站FlightAware数据显示，当日有1300多个美国国内往返航班被取消，约9500个航班被延误。

　　在美国，这种大范围禁飞所有航班的做法实属罕见，此前持续时间最长的先例还是2001年的“9·11”时期。这也并非美国航空业近期遭遇的首次重大意外事件，在两周前，恶劣天气曾引发过大规模航班中断，数以千计的航班延误或取消。

　　值得注意的是，美国四大航空公司的股票开年后都大幅上涨，其中美国联合航空大涨28.22%，美国航空公司每股增加20.41%，达美航空上浮17.08%，美国西南航空也有10.34%的涨幅。

FAA屡次出错引发各方不满

　　事故发生后，美国白宫责令FAA调查事件原因，美国参议院交通委员会也计划审查系统中断背后的因素。当地时间11日晚间，FAA称，其初步调查追踪到故障是由一个损坏的数据库文件引发的，并在努力“进一步确定这一问题的原因”。FAA表示，目前没有证据表明事故中发生过网络攻击。

　　这已经不是FAA的系统第一次出错。据外媒报道，上周，佛罗里达州因一个空中交通控制系统问题停飞，该州主要机场的航班被迫延误。2022年5月，美国杰克逊维尔空管中心的问题也给进出佛罗里达州的航班造成了麻烦。FAA事后表示，将增加该中心的人员配置。

　　旅游业研究公司ARG总裁哈特维尔德(Henry Harteveldt)表示：“我们似乎正经历着这些令人遗憾的、过于频繁的中断，我担心这种情况的累积效应，可能会让休闲旅行者决定减少飞行次数，也许只有在必要时才乘坐飞机。”

　　而这也可能会激化航空公司和FAA之间的矛盾。离境牌显示，原定于美东时间上午5点40分至6点10分之间离开美国纽约市肯尼迪机场的20个航班中，只有三个航班成功起飞。美国联合航空公司在宣布所有航班“停飞”后，还要安抚受停飞影响的客户，称他们能免费退票。

　　“这次故障显然不是故意的，但我认为它会使航空公司和FAA之间的关系变得紧张，”哈特维尔德说，“FAA经常非常迅速地威胁航空公司，如果他们(航空公司)不尽快有序地组织起来，就会被罚款。但航空公司却没有任何办法对FAA说，你使我们损失了许多钱，请对我们进行赔偿。”

　　美国旅游协会主席兼首席执行官弗里曼(Geoff Freeman)也在一份声明中敦促称：“今天FAA的灾难性系统故障清楚地表明，美国的交通网络迫切需要重大升级。美国人应该有一个无缝和安全的端到端旅行体验。而我们国家的经济依赖于一个一流的航空旅行系统。我们呼吁联邦政策制定者现代化我们重要的航空旅行基础设施，以确保我们的系统能够安全和有效地满足需求。”

　　美国国内航空旅行驱动行业复苏

　　加拿大皇家银行资本市场分析师赫伯特(Ken Herbert)在一份研报中称，美国国内航空旅行约占全球份额的25%，当前也仍是全球表现最好的国内市场，其2022年11月的交通量同比增长5%，与2019年11月的水平仅差约1%。

　　根据美国交通运输安全局(TSA)的数据，1月7日-9日，2023年通过机场安检的客流量已经连续三天超过2019年和2020年同期水平。

　　在此背景下，2022年末，美国一些航空公司对商业旅行需求的持续复苏表达了乐观的声音。达美航空首席执行官巴斯蒂安(Ed Bastian)称，在通货膨胀显著上升的情况下，消费者“优先考虑对自己和体验进行投资”，航空公司和更广泛的旅游业有望从这种青睐体验而非产品的趋势中受益。

　　达美航空预计在本周五(13日)发布第四季度财报。金融分析公司FactSet的分析师预计，达美航空的收益将同比增长505%，达到每股1.33美元。

　　不过，投资咨询公司BCA Research美国资产部门首席策略师唐克尔(Irene Tunkel)此前对第一财经记者表示，航空公司一般受制于美国消费者支出，因为国内旅行是该行业复苏的引擎，国际和商务旅行则较为滞后。同时，随着通货膨胀仍未回到正常水平，航空公司的成本也急剧上升。

　　“即使是较富裕的美国人也开始感受到通货膨胀的刺痛，并对可自由支配的开支变得更加谨慎，这对未来的盈利能力不是好兆头。”她称，“更糟糕的是，该行业的固定成本很高，财务杠杆很高，这使得它对经济衰退特别敏感。密集的经济逆风和鹰派的货币政策将阻碍经济复苏。”