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
多部委透露重要信号!******
文/李晓喻
岁末年初,又到部委“年会季”。从多部委对2023年重点工作的部署中,今年中国经济政策几大着力点清晰可见。
大力提振市场信心
此前,中央经济工作会议已明确要求“大力提振市场信心”,提出从改善社会心理预期、提振发展信心入手,纲举目张做好工作。多部委在部署2023年工作时,从助企纾困、支持民营经济等方面将提振信心落到实处。
中国人民银行工作会议明确,坚持对各类所有制企业一视同仁,引导金融机构进一步解决好民营小微企业融资问题。
国家发改委副主任赵辰昕称,2023年将继续打破各种形式的市场准入不合理限制和隐性壁垒,推动民营企业参与国家重大战略,加大对民营企业纾困帮扶力度和民营企业的产权保护力度,促进民营经济发展壮大。
去年11月,国家发改委已发布《关于进一步完善政策环境加大力度支持民间投资发展的意见》,提出将支持民间投资参与102项重大工程等项目建设。
全国财政工作视频会议提出,增强财政政策的针对性有效性,优化完善助企纾困政策,激发各类市场主体活力,落实落细就业优先政策,大力提振市场主体信心。会议明确,今年要完善税费支持政策,根据实际情况,该延续的延续,该优化的优化,着力纾解企业困难。
财政部部长刘昆日前表示,2023年将持续整治违规涉企收费,激发活力,坚决落实两个“毫不动摇”,在财政补助、税费优惠、政府采购等方面,对各类市场主体一视同仁、平等对待。
工信部部长金壮龙称,今年将全面贯彻《中小企业促进法》,持续开展中小企业发展环境评估和中小企业发展综合督察,开展减轻企业负担专项行动,维护中小企业合法权益。力争到2023年底,全国专精特新中小企业超过8万家、“小巨人”企业超过1万家。
努力恢复和扩大消费
相比投资和进出口,消费目前恢复进度相对缓慢。中央经济工作会议部署2023年经济工作任务时,将“着力扩大国内需求”摆在首位,并特别强调“要把恢复和扩大消费摆在优先位置”。
商务部新闻发言人束珏婷日前称,将积极采取措施努力恢复和扩大消费,不断增强消费对经济发展的基础性作用。
束珏婷表示,相关措施包括着力稳定汽车消费,支持新能源汽车购买使用,加快活跃二手车市场。支持餐饮等行业恢复发展,促进家电家居消费,推动绿色智能家电下乡和以旧换新;顺应消费升级趋势,促进绿色消费、智能消费、健康消费,发展首店首发经济;加快推进国际消费中心城市培育建设,稳妥有序推进步行街改造提升,统筹开展智慧商圈、智慧商店示范创建等。
近日,商务部已公布首批12个全国示范智慧商圈、16个全国示范智慧商店。这些示范商圈和商店将顺应消费需求变化,改善居民购物休闲体验。
住房消费仍将是中国最大的内需之一。住建部部长倪虹近日表示,对购买第一套住房的,要大力支持。首付比、首套利率该降的,都要降下来。对购买第二套住房的,要合理支持。以旧换新、以小换大、生育多子女家庭都要给予政策支持。
全国财政工作视频会议也提出,发挥财政稳投资促消费作用,强化政府投资对全社会投资的引导带动,促进恢复和扩大消费,加力稳定外贸外资,着力扩大国内需求。
切实保障基本民生
刘昆坦言,今年财政收支矛盾依然突出,但“我们不会在民生支出上退步”,将保持适当支出强度,把每一分钱都用到国计民生的关键处,持续增进民生福祉,努力让人民群众有更多的获得感幸福感安全感。
具体而言,这些民生支出包括继续增加对地方教育转移支付规模;加大力度支持健全公共卫生体系,保障好疫情防控所需资金;积极推进多层次、多支柱养老保险体系建设,保障好因疫因灾遇困群众、老弱病残等特殊群体的基本生活等。
就业是最基本的民生。人社部部长王晓萍称,2023年将调整优化即将到期的阶段性减负稳岗扩就业政策,突出对就业容量大的服务业、小微企业、个体工商户稳岗扩岗支持。
今年,中国高校毕业生将达到1158万人的历史新高,求职压力更大。王晓萍表示,将把高校毕业生就业作为重中之重,多渠道促进就业创业。
相关措施包括开辟中小微企业职称评定绿色通道,调动企业吸纳就业积极性;发挥好公共就业服务机构作用,定期举办招聘活动,招聘网站设立毕业生专区,免费向高校和用人单位开放;实施青年专项技能培训计划,开展适合毕业生的短期技能培训等。
防范化解重大风险
2023年或将是世界经济“风急浪高”的一年。据国际货币基金组织预计,2023年全球经济增速可能降至2.7%,比2022年低0.5个百分点,三分之一的经济体将陷入衰退。经合组织(OECD)的预测更为悲观,认为今年全球经济增速只有2.2%。经贸问题被日益政治化、大国博弈加剧等也给经济前景埋下隐忧。
在此背景下,中央经济工作会议已明确要求,要更好统筹发展和安全,有效防范化解重大风险。多部委也对防风险做出专门部署。
国家发展改革委主任何立峰在全国发展和改革工作会议上表示,要进一步提高防范化解重大风险能力,强化粮食、能源资源、重要产业链供应链安全保障,以新安全格局保障新发展格局。
根据全国能源工作会议,今年要全力提升能源生产供应保障能力,发挥煤炭兜底保障作用,夯实电力供应保障基础,推动油气增产增供,并加强能源关键信息基础设施安全保护和电网运行安全风险管控。
针对地方债风险,全国财政工作视频会议部署继续抓实化解地方政府隐性债务风险,加强地方政府融资平台公司治理,积极配合防范化解重要领域风险,牢牢守住不发生系统性风险底线。
据官方数据,截至目前全国政府债务余额占GDP的比重低于国际通行的60%警戒线,也低于主要市场经济国家和新兴市场国家水平,风险总体可控。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)