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
国是访问|全球都在通胀,明年中国能稳住物价吗?******
文/刘文文
今年以来,全球通胀高企,美欧等主要经济体CPI涨幅明显。在此形势下,中国物价水平备受关注。近日召开的中央经济工作会议要求,突出做好稳增长、稳就业、稳物价工作,及时有效缓解结构性物价上涨给部分困难群众带来的影响。
当前中国稳物价的成绩如何?较其他经济体有何差别?目前影响中国物价波动的国内外因素有哪些?如何预防这些因素的潜在性冲击?
中新社国是直通车专访中国宏观经济研究院综合形势室主任、研究员郭丽岩,就上述问题进行分析。
现将访谈实录摘要如下:
中国稳物价成效显著
国是直通车:当前,全球性通胀越发严峻,尤其发达经济体通胀粘性特征愈发明显。在您看来,当前国内外物价运行水平有何不同?与国外相比,中国稳物价的成绩如何?
郭丽岩:在美欧等经济体通胀“高烧不退”的背景下,中国持续稳定物价运行的努力与成效令全球瞩目。1-11月份,中国CPI同比上涨2%,持续运行在合理区间,剔除食品和能源的核心CPI一直在1%左右的相对低位。
中国能够维持相对较低且基本稳定的物价水平,在当前是十分难得的宏观经济治理绩效,这与美欧等经济体陷入高通胀甚至是恶性通胀形成鲜明对比。
今年以来,美欧等经济体的CPI连创40年来的历史新高,虽然近期有所回落,但美国、英国、欧元区11月份CPI仍在7.1%、10.7%、10%的高位运行。此外,土耳其、阿根廷等新兴市场经济体更是出现了持续的恶性通胀。
国是直通车:今年以来,中国在保供稳价方面采取了哪些举措?取得了哪些成绩?
郭丽岩:中国之所以能够保持物价基本稳定的主要原因和经验,就是坚持以人民为中心的发展思想,强化粮食、能源产供储销体系建设,加大保供稳价工作力度,切实兜住兜牢民生底线。
首先是重要民生商品的保供稳价,不断完善价格调控机制。压实“菜篮子”市长负责制,充分发挥地方工作主动性。在提升本地自主保障能力的同时,促进产销衔接,强化主产区和主销区之跨区合作,共担保供稳价责任。产地采购、道路运输、终端配送各环节保通保畅。健全成品粮油、猪肉、北方城市冬春耐储蔬菜等储备并充实在库,增强储备调节能力。例如,9月份以来,连续多批次投放中央猪肉储备,并指导地方同步加大投放,促进价格向合理区间回归。
其次是基础能源的保供稳价,立足国情,以煤炭为“锚”,构建保供稳价体系,有序释放煤炭优质产能,健全煤炭产供储销体系,完善煤电价格形成机制,强化市场预期管理,压实各部门、地方和企业保供稳价责任,有力维护了能源领域产业链供应链稳定运行。此外,今年阶段性调整价格补贴联动机制,降低启动条件,扩大保障范围,1-11月份,各地累计发放价格临时补贴50亿元左右,有效保障了困难群众基本生活。
国是直通车:在您看来,未来一段时间内,影响中国物价波动的国内外因素有哪些?
郭丽岩:客观而言,中国在稳物价方面也面临一些不稳定、不确定因素,主要是外部输入性压力。
尽管近期国际大宗商品价格有所回落,但部分品种仍在高位波动。乌克兰危机仍在发酵,国际流动性环境发生变化,主要经济体利率、汇率变化快,国际市场部分区域能源、粮食等供应缺口仍然较大,各种扰动因素交叠,供求基本面偏紧甚至供求错配的个别品种仍有阶段性反弹空间。此外,受不利天气影响,蔬菜等食品价格可能出现阶段性波动。
中国稳物价底气能力增强
国是直通车:考虑到上述因素,您认为如何预防这些潜在冲击,防止未来物价发生大幅波动?今年中国物价整体水平将如何?能否有效控制通胀?
郭丽岩:针对上述挑战,要时刻保持高度警惕,增强全链条全过程防范市场价格异常波动风险的能力。
就输入性因素而言,密切跟踪监测预警国际大宗商品市场动向与价格走势。尤其是强化对国际油气、粮食、黑色和有色金属等价格异常波动的预警,加强对国内外主要期货和现货市场供求关系的联动分析,从而为国内分类施策和精准调控夯实基础。
就不利天气等突发事件而言,提升预警灵敏度和应急处置能力,压实“产供储销”全链条联动责任,强化跨区调运和余缺互济,协同运用各级各类储备进行更加精准的市场化调节。
总体上看,当前稳定物价总水平的基础坚实,今年能够实现3%左右的年度CPI预期目标,展望明年,稳物价的底气和能力进一步增强。
首先,中国经济长期向好的基本面没有变,产业体系韧性足,市场潜力空间大,能够对冲和化解不利冲击。
其次是中国坚决不搞“大水漫灌”强刺激,能够为实体经济提供更有力和更高质量的支持。
特别是粮油肉蛋奶蔬果等重要民生商品保供稳价调控机制不断完善,调控能力不断提升,有底气、有能力保持物价总水平基本稳定。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |