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
对世界来说,我们还是这个重要动力源吗?******
文/王恩博
对于中国乃至整个世界经济来说,2022年都是一个极不寻常的年份。
乌克兰危机爆发并持续发酵,新冠疫情反复延宕,全球通胀高烧不退。。。。。。种种不确定因素接踵而至,多个国际机构去年初以来一路下调2022年全球经济增长预期。联合国、国际货币基金组织(IMF)等近期发布的报告一致认为,2023年全球经济增速还将进一步下滑。
国际环境风高浪急之下,多重超预期因素叠加也给中国经济发展带来冲击影响。充满挑战的一年过去后,中国还是世界经济动力源吗?
近3年中国经济平均增速远超世界
回答上述问题,数字很能说明问题。
2022年中国国内生产总值(GDP)迈上120万亿元新台阶,达121万亿元,比上年增加6.1万亿元,同比增长3.0%。
这个成绩是在多重超预期因素反复冲击下取得的,可谓来之不易。3.0%的经济增速纵向比较虽然有所回落,但与美国、日本、德国等世界主要经济体横比仍然相当可观。全年6.1万亿元的增量,更相当于一个中等国家的经济总量。
回顾过去三年,尽管中国经济“形”有波动,但持续增长的势头并未动摇。这在全球主要经济体中并不多见。
新冠疫情暴发后,美国、欧元区、日本经济秩序陷入混乱。根据世界银行1月最新数据,2020年美国、欧元区、日本经济分别下降2.8%、6.1%、4.3%;在大规模刺激政策带动下,2021年经济分别增长5.9%、5.3%、2.2%;随着政策逐步退出,2022年经济增速有所回落,世界银行预计2022年美国、欧元区、日本经济分别增长1.9%、3.3%、1.2%。
与之对比,2020年中国经济在全球率先实现正增长,是全球唯一实现正增长的主要经济体;2021年中国经济总量达到114.9万亿元,增长8.4%,一年净增13.5万亿元,史无前例,占世界经济比重达到18.6%。过去三年,中国经济年均增长4.5%,明显高于世界2%左右的平均水平,在世界主要经济体中保持领先。
让喔龇⒋锞?锰蹇嗄盏耐ㄕ臀;?膊⑽囱由罩林泄?9?ト?辏?诠┬枞笨诔中?┐蟆⒒醣页?⑼贫?拢?拦?⑴吩??用裣?鸭鄹裾欠?骄?直鸫锏�4.6%、3.7%,2022年更分别达到8%、8.4%,创多年来新高;日本通胀压力持续加大,2022年12月核心CPI同比上涨4.0%,创41年来新高。
与之相比,中国物价总水平持续平稳运行,居民消费价格涨幅三年平均为1.8%,且年度涨幅始终低于预期目标,“国际涨、国内稳”的对比十分鲜明。
多方看好今年中国经济“稳定输出”
进入2023年,中国能否继续为世界经济增长贡献“稳定输出”?
中国贸促会研究院副院长赵萍观察到,近期多个国际组织对2023年全球经济增长进行预测时,都表达了看好中国的一致观点。尽管2023年全球经济增长前景不被看好,但世界银行、IMF、投资银行高盛等都认为,中国将成为今年极少数增速高于上一年的主要经济体。
而中国经济的持续稳定增长,对世界而言无疑将是利好。
国家发改委国际合作中心研究员黄永富表示,中国不仅拥有门类齐全、独立完整、高附加值的工业体系,还坚定不移地扩大制度型开放,积极融入全球产业分工体系,各行业企业深度嵌入全球产业链,先进制造业稳步迈向中高端。
黄永富举例说,近年来,尽管全球疫情、逆全球化趋势等持续干扰,中国外贸进出口却展现了强大的发展潜力和综合竞争力。2020年,中国货物贸易进出口总值达32.16万亿元,创历史新高;2021年外贸进出口规模再上新台阶,首次突破6万亿美元关口;2022年新能源汽车出口强势增长,远超德国,成为新的出口增长点。
外资是中国分享发展机遇另一个重要风向标。继2021年实际使用外资首次突破万亿元大关后,中国吸引外资继续攀升。目前,中国吸收外资和对外投资均居世界前列,已是140多个国家和地区的主要贸易伙伴。黄永富相信,坚持高水平对外开放确保了中国发展的可持续性。
在此背景下,用国家发改委国民经济综合司司长袁达的话说,中国经济仍然是世界经济增长的重要动力源。他强调,总的来看,中国有信心、有能力、有条件推动今年经济持续回升和整体好转,实现质的有效提升和量的合理增长。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |