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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

关于新流行“无麸质饮食”那些你需要知道的事儿******

　　近年来，吃“无麸质饮食”越来越成为一种风潮，网上和超市中的各种“无麸质”食品也越来越多，甲状腺疾病患者、减肥人士、肠道不适人群、炎症反应高人群、湿疹人群和麸质过敏或不耐受人群等都建议避免麸质。一部分人发现，在避免麸质之后，真的变瘦了；有人发现改变饮食后，甲状腺抗体的水平的确下降了；还有人说皮肤的确好了一些，湿疹渐渐消失，腹胀等不良反应消失了，或者身体变得更有活力了。也有不少人觉得很难坚持，食物受限多、价格贵、心情压力大……那么到底要不要吃“无麸质膳食”？怎么吃？

　　知识点1

　　麸质是什么？吃什么含麸质多

　　所谓的麸质就是面筋蛋白，它是麦类食物中最重要的蛋白质组分。面筋蛋白和水亲和之后，可以形成庞大的连续性的面筋网络，具有特有的黏弹性结构，赋予了面食千变万化的迷人口感。面包之所以能保持膨松的孔状结构，面条之所以能拉成细丝，饺子皮之所以能拉伸不破，都是拜面筋带来的黏弹性所赐。总之面制品的筋力越强，对“麸质”敏感的人就越不适合吃。

　　很多朋友以为避免麸质就是要少吃粗粮，避免麸皮成分，大错特错了。“麸质”和麸皮、粗粮等概念，没有丝毫关系。和全麦粉相比，精白面粉的麸质成分更多。

　　小麦是食物中面筋蛋白(麸质)的主要来源，同时，大麦、黑麦、青稞等也能形成面筋结构。

　　稻米、小米、玉米、荞麦、藜麦等其他粮食的蛋白质不能形成面筋结构，所以它们不是麸质的来源。

　　知识点2

　　麸质为什么会带来麻烦

　　少数人对面筋蛋白有过敏反应，其中最严重的一种是“乳糜泻”，即谷蛋白敏感性肠病。这种病人食用含有面筋蛋白的食物之后会引发小肠黏膜损害和腹泻，造成严重的营养不良。

　　对于部分消化能力弱的人来说，很难把面筋蛋白的庞大网络完全破坏掉。未完全降解的面筋蛋白质片段，从受损的肠道黏膜进入血液之后，可能引发免疫反应，造成炎症反应上升，引来一系列不良反应。这种情况往往被归为“食物不耐受”反应。

　　同时，部分人在血液中可以测出面筋蛋白的IgG抗体，也被称为小麦慢性过敏，表现为形式多样的身体低度炎症反应导致的种种不适。比如莫名其妙地发胖、脑雾、皮肤黏膜炎症、湿疹、头疼、烦躁、腹胀、疲劳感、消化不良等等。由于这种不良反应并不一定是进食之后马上发生的，而是在此后两三天里先后表现出来的，也没有特异性，这些不耐受反应往往会被人忽略。

　　此外，食物不耐受反应往往还伴随着餐后的疲劳感、压力感，餐后心跳明显加快等情况。

　　知识点3

　　怎样知道自己有麸质不耐受反应

　　如果怀疑自己有这种情况，可以在一个月内暂时不吃所有面食，感受一下是否各种不适和生化指标有明显改善。如果没有改善，就说明自己的情况不是因为食用含面筋蛋白食物引起的。如果是，就继续不吃。

　　等半年后，再尝试重新少量引入这些食物。如果试探几次，都不再有不良反应了，那就可以继续吃了。如果仍有不良反应，那么就继续避免这些食物。

　　此外，可以去三甲医院变态反应科和营养科求诊，做相关测试，请医生帮助确认自己的情况，并给出是否需要停止食用含面筋食物的建议。

　　知识点4

　　哪些无麸质食材可以替代面食

　　不含有面筋蛋白的主食食材包括：

　　1.各种稻米(包括白色、红色、紫色、黑色的各种品种)；

　　2.小米、黍子(黏性品种就是大黄米)，包括黏性和无黏性的品种；

　　3.各种颜色的玉米；

　　4.藜麦、荞麦；

　　5.土豆、红薯、山药、芋头等薯类；

　　6.红小豆、绿豆、各种花色的芸豆、干豌豆、鹰嘴豆、羽扇豆等杂豆。

　　它们都可以替代面食作为主食食材的一部分。想吃面条的时候，可以用米粉、米线等来替代；想吃点心的时候，可以用无麸质替代版面粉来制作焙烤食品，或者用米糕、山药糕、芸豆卷、土豆泥等来替代。

　　知识点5

　　哪些含麸质的食物可少量吃

　　对于没有严重麸质过敏反应，只是为了改善健康状况而选择无麸质膳食的人来说，可以选择如下食物：

　　1.酱油、黄酱、甜面酱等。它们的制作原料中虽然含有小麦粉，但成品中蛋白质含量较低，且经过微生物的降解，已经失去了大分子网络结构。

　　2.燕麦片粥。燕麦本身面筋蛋白含量低于小麦、大麦，而且压片后煮成粥，因水分过高，籽粒天然结构也已破坏，很难形成连续性的面筋蛋白网络。故在确认没有不良反应的前提下，燕麦粥仍可食用。

　　3.酿皮。酿皮制作过程中分离除去了大部分蛋白质，故面筋含量较低。但额外给的面筋切块不能吃。不过，经过洗去蛋白质的处理，不仅蛋白质含量大幅度下降，而且损失维生素和矿物质，故这类食品的营养价值较低。

　　4.虾饺等小吃。它们有透明的外皮，使用的不是面粉，而是澄粉，也就是去掉蛋白质的小麦粉。其中维生素和矿物质含量也很低。

　　5.蛋糕、饼干和酥点。它们是用低筋粉制作的，面筋蛋白含量低于普通面食，而且加入了大量油脂，阻碍了面筋网络形成。主要问题是营养价值低，热量高，故不建议经常食用。

　　除了燕麦片之外，其他这些食物营养价值都不高，不能因为它们麸质含量低就经常食用，只能用来偶尔换换口味。

　　然而，有严重过敏反应的人，特别是乳糜泻患者，以上食物仍应尽量避免，少量尝试几次后，等待至少三天时间，证明没有不良反应之后再行食用。

　　也许正因为不能吃面食才能发现，人类居然如此过分依赖小麦做成的各种美食，其实没有它们，每天吃的食材品种可以更加丰富。大米小米混合饭搭配鱼肉蛋奶和各种蔬菜，也是可以很好吃的。

　　文/范志红(中国营养学会理事，中国科协聘科学传播首席专家)

　　(北京青年报)

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　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）