把糾纏粒子分別放在宇宙兩端邊緣,相距920億光年,還會影響嗎?

shiyanbo


量子糾纏是物質微觀世界的一種奇異特性,其糾纏性質是超距的,沒有距離限制,因此即使在宇宙的兩端相距930億光年,也還是一樣保存著這種性質。

在量子力學裡,幾個粒子相互作用後,這些粒子就都擁有了整體性質。當把這些粒子分開時,它們會依然保持著這種性質,這就是量子糾纏。

但這能說明什麼問題呢?你如果要使這種糾纏達到超距,就首先要自己能夠做到超距。現在你面前有一對糾纏著的粒子,你想證明它的糾纏能夠有930億光年,就必須把它送到930億光年遠的地方。誰去送?誰能夠送到?送到1光年遠的地方能行嗎?

旅行者1號是目前人類飛得最遠的飛行器,在太空飛了40多年,才距離我們217億公里,要飛出1光年距離,還需要17000多年(每秒17公里,1光年9.46萬億公里)。如果讓它把那個糾纏態粒子帶到4.23光年的比鄰星,就要74000多年了。你的子子孫孫沒有窮盡的等下去,也未必能夠等到,因為誰能保證這七萬多年的時間會不會斷代呢?人類能不能延續70000年都難說呢。

何況即使你送去了這個粒子又有什麼用呢?量子糾纏又不攜帶信息,只不過我們知道這邊盒子裡裝的是左手套,那個走了7萬多年才到達比鄰星的粒子只是個右手套而已。

儘管這種傳輸是瞬時不費時間的(既不是光速也不是引力波),但傳輸機制及其作用還沒有人能夠明白。

量子力學不確定性原理認為,盒子裡的東西是一隻“薛定諤的貓”,不觀察可能處於不確定性,存在著生死兩茫茫兩種狀態的疊加態,但一觀察,就所謂“波函數坍縮”,疊加態消失。那麼兩邊的量子糾纏狀態哪一種是真的呢?經過觀測的粒子已經發生了改變,那麼哪邊是左手套哪邊是右手套呢?據說各有50%概率,這個有意義嗎。

所以,量子糾纏只是量子態物質的一種特性,由於其不確定性及其觀測的“波函數坍縮”性,目前除了科學界宣稱對通訊加密有一定作用,其他方面尚沒有發現有什麼作用。

事實上,量子力學描述的許多微觀世界特異性,我們不能以宏觀世界的常理來推斷。量子糾纏到底能夠為人類帶來什麼樣的啟示和作用,還有待深入研究。

現在網絡上很多胡亂想象都是毫無意義的。前面有位大仙葫蘆官亂判葫蘆案,說什麼“處於糾纏狀態的兩個量子之間的相互作用就是萬有引力和引力波傳輸的”,這種鬼話出自頭條認證的“科學領域創作者”之口,實在是莫大的諷刺,誤導讀者害人害己。

就是這樣,歡迎討論。

時空通訊專注於老百姓通俗的科學話題,原創文章,請尊重作者版權,謝謝合作。


時空通訊


只要這兩個糾纏態的粒子沒有超出我們的宇宙,不管這兩個糾纏態的粒子再哪裡,它們之間的糾纏態都會存在,二者之間仍然具有神奇般的鬼魅作用。一旦你操作其中一個粒子,另外一個粒子也會立馬發生變化。

這就是量子糾纏的神奇之處,無視距離無視地域,好像二者之間有一種超時空般的連接一樣。當初愛因斯坦首次提出這種情況的時候,其也是大吃一驚,認為這種現象不可能存在。他直接斷言:“量子理論之所以會推導出如此令人費解的物理現象,主要原因還是出在量子理論本身,因為量子理論本身應該是存在瑕疵的,並非完善的。上帝也不會擲骰子決定宇宙如何運行”。薛定諤看到了愛因斯坦的大作之後深受啟發,把這種量子現象定義為量子糾纏,當然他也是愛因斯坦的支持者。雖然他提出了量子理論最為基本的波函數方程,但是卻反對哥本哈根派對於其波函數的概率解釋,甚至他提出了薛定諤的貓,以此來反對量子理想的概率論解釋。鑑於愛因斯坦的影響力,科學家們也對量子糾纏持懷疑態度,直到貝爾不等式被驗證,科學界才徹底承認量子糾纏是最基本的物理事實,是客觀存在的一直物理學現象,儘管它聽起來有點匪夷所思超出常理。

量子糾纏雖然神奇,但是卻是一種很脆弱的連接狀態。只要我們稍微擾動處於糾纏態的粒子它們就會立馬退出糾纏態,相干性消失。所以想要應用量子糾纏,需要在很多技術領域進行突破。而我國的科學家潘建偉院士,在量子糾纏領域的研究則走在了世界前列。其首次完成了18個自由度的量子態糾纏,而且還實現了星地距離的量子糾纏密鑰分發實驗,為量子糾纏的後續應用打下了基礎。

儘管科學家們在量子糾纏領域取得了不菲的研究成果,但是想要把兩個糾纏態的粒子分散在宇宙的兩端,顯然還是十分困難的。因為這麼遠的距離,粒子在飛行過程中很容易受到干擾,只要一收到干擾,糾纏態立馬就會消失。所以這個實驗基本上就只能夠想想而已。


科學探秘頻道


920億光年,這個距離好特別半徑460億光年,930億光年是可觀測宇宙的直徑,我們地球位於中心。而在可觀測宇宙之外,那就是不可觀測宇宙,知道的人真不多哈。

需要強調一點的是,可觀測宇宙不是整個宇宙,不然的話,這會被有些人誤認為是“地心說”。以地球為中心,那些自從138億年前宇宙誕生以來發出的光能夠傳播到地球上的天體,它們現在與地球的最遠距離是465億光年。那麼問題就是量子糾纏是否是可以跨越整個宇宙而不受時空影響的,我覺得是的,這個就是對量子糾纏的定義(以兩顆向相反方向移動但速率相同的電子為例,即使一顆行至太陽邊,一顆行至冥王星邊,在如此遙遠的距離下,它們仍保有關聯性(correlation);亦即當其中一顆被操作(例如量子測量)而狀態發生變化,另一顆也會即時發生相應的狀態變化。如此現象導致了鬼魅似的超距作用之猜疑,彷彿兩顆電子擁有超光速的秘密通信一般,似與狹義相對論中所謂的定域性原理相違背。這也是當初阿爾伯特·愛因斯坦與同僚玻理斯·波多斯基、納森·羅森於1935年提出的EPR佯謬來質疑量子力學完備性的理由。),我可以多和你說一些,其實這種量子糾纏像這種超距作用一樣的操作,其實在研究它的時候也算同樣在研究宇宙的演化了,就像我所堅信的暴漲模型一樣,如果130億年內擴張這麼大,它的原材料宇宙構成物質或者動力又是什麼,其實與這種糾纏的解釋息息相關,我其他回答也有相關可以有興趣看下,也可以找我討論,嘻嘻嘻~






在下謅沒學問


先講量子糾纏的來龍

在1935年美國一所高等學院的三個人提出了一種非常前衛的科學論斷,並在當年的五月發表在了權威月刊《物理評論》上,論文叫《物理實在的量子力學描述能否被認為是完備的》。這三人為愛因斯坦、波多爾斯基、羅森塔爾。

論文中EPR佯謬定義了微觀世界的不完備性,原來的系統無法解釋的現象。之後大名鼎鼎的薛定諤出場了,定義了術語量子糾纏。

不過一直沒有人深入研究量子糾纏的特性,因為最聰明的愛因斯坦曾經把量子糾纏比做為鬼魅般的超距作用。直到去世之前才留下一句詭異的話:真相就在自然深處,令後人是百思不解。

再講經過



就像電一樣,沒人真正知道它到底是什麼,但是已經普及應用了,量子糾纏同樣,中國墨子號在2017年實驗成功,在1200公里依靠量子糾纏的特性實現了通信。

920億光年是否可以實現量子糾纏這個還真不好說,在這麼遠的距離,中間到底會不會有什麼反量子糾纏的某種力量是不確定的,有量子糾纏就一定會有反量子糾纏,一陰一陽才謂之道。

所以距離920億光年的量子糾纏到底會不會發生,可能要靠點運氣吧~


題主可以醒醒了,先考慮怎麼送過去吧哈哈。


七色慧


任何公式都有其定義域,數學中寫法比較規範。物理中基本都省略了,超過了定義域,符不符合原式都未知。如相對論速度公式,當超過了光速後,是否還能使用本式計算是猶未可知的。限定定義域比較難,因為要研究公式的極限問題,都已經超極限了,究竟會發生什麼,誰也說不準。研究極限需要研究其更深一層的內部機理。就像牛頓力學的萬有引力公式,距離無窮大時,引力無窮小,那相距920億光年的兩個物體還有引力嗎?這就要研究引力產生的內部機理了,如果這兩個物體的場已經被分隔很遠了,不會產生作用,自然就沒有引力。如果引力場在宇宙都是均勻分佈的的,不會斷連,那就會沿著場路逐漸將引力作用傳導過來,即使以光速傳遞,920億光年也幾乎傳遞不過來了,傳遞中途就被磨合,損耗,破壞掉了。 凡物理定律皆有其定義域,但涉及極限問題,不知其結果,遂皆不作定義域,但當討論其極限問題時,如超光速問題,一般就會出現眾多的分歧答案了或者直接說所需能量無限,不可能超光速的,以此作答。


科幻作品收藏員


高端科學,無人能得知,根本就無答案。

更要明白的是,有些理論只是某些人的猜測,到後來證明是假的。

想想之前的輕功,特異功能,基因治病,生物克隆等等,又有哪個是永遠站住了腳的?別說是真的,現在提都極少提了!

像今天這個問題,又有誰能知道呢?其理論存不存在也是個問號!對這個問題,假如有人回答出來說他知道會是怎麼樣,你願信就去信,反正我不信!



用戶創維


把糾纏粒子分別放在宇宙兩端邊緣,相距920億光年,還會影響嗎?

在物理世界中,也許再也沒有比量子力學更讓科學家和公眾感到困惑了,除開量子力學的其他理論外單就量子糾纏這個鬼魅般的現象就足以讓人著迷,當然這個“鬼魅”般的超距作用也是愛因斯坦戲虐的!從量子糾纏的理論來看,距離並不是關鍵,無論是920億光年,還是9億光年,對於兩個疊加態的量子來說,距離不是問題!但也許有幾個比較好玩的可能性!

一、什麼是量子糾纏

量子糾纏的本質就是量子波動性疊加干涉現象,以光子為例,光子具有波粒二象性,建立量子糾纏態的過程就是對波動性加以干涉疊加的過程,糾纏態的雙光子或者多光子是無法區分左右和自旋反向的,但即使將其分開放置到任何相隔遙遠的位置,它們之間依然處於疊加態!不過這個疊加態卻無法用來傳遞信息,因為一旦測量疊加態即直接坍縮!

二、量子糾纏與空間距離無關?

從量子力學的角度看,距離並不是糾纏態量子鬼魅般超距作用的限制,當然我們並沒有實驗機會,未來最多也只能在太陽系內做類似的實驗,不過幽靈成像也許給了我們完成遠超我們能觸及到的距離實驗!

但這僅僅是在理論中,比如我們對著空曠的宇宙發射這樣的糾纏態的單光子,然後根據幽靈成像的原理來觀測是否還存在這種超距作用。

另一種比較離奇的關於解釋量子糾纏的理論認為,也許糾纏的量子態的在高維空間中一直都以某種高維接觸的方式存在,它們從未分離過,只是在三維中的投影中表現出分離而已,當然這種猜測因我們對於高維空間不甚瞭解而無法證明,似乎從某個角度上解釋了部分原因,但又跑出了另一個更加嚴峻的問題!
三、宇宙有多大?

可能沒有人能回答這個問題,我們所說的無論是920億光年還是930億光年都是可觀測宇宙而已,那麼尚未觀測到的宇宙是多大也許我們永遠都不會知道,但科學家的實驗告訴我們宇宙可能是無限大的,因為從空間閉合空間來測量空間上的形成的角度幾乎與理論值相符,這個結果證明不是空間無限大就是接近無限大,因為我們無法測量出兩者之間的差異!

總結

量子力學出現已經將近百年,但在量子力學的很多領域我們只知其然而不知其所以然,透過現象瞭解其中的本質是科學家的事,我們只關心還要多久!難道還要再過百年?


星辰大海路上的種花家


對量子來說,不存在距離的限制。

或者說,對量子來說就沒有空間這個概念。

在你的角度,你覺得這是一個不可想象的無垠的空間和距離,因為你不是量子。如果你化身為量子,宇宙任何地方對你來說都沒有空間距離了。

或者說當你以能量狀態存在的時候,時空就不存在了。如果你以能量和物質兩個狀態能夠互相切換,你就可以跨越時空。


狼財精


理論上會的。

量子力學是在19世紀末發展起來的,從一開始就認為是“幽靈”般的存在。被愛因斯坦譏諷為“鬼魅般的超距作用”的便是量子力學裡的量子糾纏了。



量子糾纏就是兩個或以上的基本粒子在互相作用後能形成一個不可分割的整體,即使相隔無限的空間距離,甚至時間距離,也能相互影響,如其中一個量子發生變化,另一個量子會在幾乎同時發生相應的變化。

我們這個宇宙其實就是一個整體的慣性系,整個能量場也都按照這個慣性規律運動,其中的每個粒子的運動都保持電磁波的穩定運動。當兩個粒子同時處於一個狀態,或在相互作用時處於基態或能量控制編碼態,就能產生電磁能量慣性互動,就是聞名遐邇的量子糾纏現象。



其實這樣的現象在生活中也常見,如兩夫妻經歷的經歷都相近就成了夫妻相;而親人之間會有心靈感應;有的雙胞胎或多胞胎其中一個受傷時,另幾人會有疼痛感…

據科學研究,量子糾纏是其中一個質子處在一個基態附近時,它各種性質可用三個價的夸克來說明。不過夸克之間的關聯力超級強,現在的科學技術無法分離出電荷為2e/3的u夸克或-e/3的d夸克。那人類現在的技術無法實現理想的量子糾纏。

目前人類只能實現千公里級的量子糾纏,就是2017年在《科學》雜誌上報道的“墨子號”量子實驗衛星。這是現今人類歷史上實現最遠距離的量子糾纏了。不過,隨著科學進步,量子糾纏會做到更遠的距離,最終達到跨越930億光年的宇宙。


弄潮科學


整個宇宙是無限的。我們所在的宇宙是有限的,直經約920億光年,她是一個巨大的圓球形物體。

處於糾纏狀態的兩個粒子,它們之間的相互作用是不需要時間的,即速度是無窮大的,它們之間的相互作用是同時進行的。就是說你只要想到一個粒子的狀態,同時就能想到處於糾纏狀態的另一個粒子的狀態。

由此可見,放在我們所在的宇宙兩端的兩個處於糾纏狀態的粒子是瞬間相互作用的。

其實道理也很簡單,在量子力學領域,光的速度太小了。不可能知道了一個量子的狀態,再過920億年才能知道另一個量子的狀態。

眾所周知,宇宙天體間萬有引力和引力波之間的相互作用也是同時進行的,即速度是無窮大的,不需要時間的。我們的地球對宇宙邊緣的天體產生萬有引力,不可能再過1840億年這個天體才對地球產生同樣大的反作用力。

綜上所述,處於糾纏狀態的兩個量子之間的相互作用就是萬有引力和引力波傳輸的。


分享到:


相關文章: