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
开展“外贸贷”、扶持海外仓 河南多措并举稳定外贸外资******url:https://m.gmw.cn/2023-01/04/content_1303243164.htm,id:1303243164
中新网郑州1月3日电 (记者刘鹏)河南官方3日通报该省2023年稳外贸、稳外资、扩消费工作部署,其中包括将持续扩大出口信保覆盖面,设立出口退税资金池,开展“外贸贷”,扶持一批海外仓、外综服企业等。
当日,河南省商务厅厅长王振利在河南省政府新闻办召开的“河南省大力提振市场信心促进经济稳定向好”新闻发布会上通报称,新的一年,河南将全力做好稳外贸、稳外资、扩消费工作。
王振利介绍,在稳外贸方面,河南将持续丰富“政策工具箱”,全力帮助企业抢订单拓市场,不断壮大外贸主体,提升外贸规模和质量。支持企业多到境外参展参会,持续扩大出口信保覆盖面,对企业境外商标注册、专利申请、管理体系认证等予以支持。同时设立出口退税资金池,开展“外贸贷”。
同时,河南将持续推动郑州、洛阳、南阳、焦作、许昌5个跨境电商综试区发展,扶持一批海外仓、外综服企业。加快郑州航空港进口贸易促进创新示范区、济源加工贸易产业园建设。
在稳外资方面,河南将更大力度吸引和利用外资。如举办对中国香港、日韩、欧洲系列招商活动。鼓励和支持各地结合产业优势,走出去,精准开展专题招商。同时制订发布外商投资指引,发挥好外资专班作用,瞄准500强、头部企业、隐形冠军,多引进战略性新兴项目。此外,培育建设国际合作产业园,分国别、分产业打造利用外资集聚地。
在扩消费方面,河南将创新消费场景,激发消费活力。如近期河南各地加大消费券发放、促销活动的奖补力度,启动2023年网络年货节,带人气、带流量,促进餐饮、住宿、零售等行业恢复发展。
王振利介绍,一季度,河南还将开展“新年新春消费季”活动,围绕汽车、电子、家电家居、餐饮等8个方面,谋划“豫鉴美食”、汽车焕新季、家电以旧换新、直播新生活、老字号嘉年华等50场主题活动,丰富节日供给,满足消费需求。
“与此同时,河南还将顺应消费升级趋势,加快推动线上线下消费融合,发展城市特色商圈,改造提升步行街,建设一刻钟便民生活圈,打造夜间消费、品牌消费等特色消费集聚区。”王振利称。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)