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 。
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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
中国2022年银行结售汇顺差1073亿美元 外汇市场供求保持基本平衡******
中新社北京1月18日电 (记者 夏宾)中国国家外汇管理局副局长、新闻发言人王春英18日对记者表示 ,2022年 ,银行结售汇和银行代客涉外收支顺差规模分别为1073亿美元和763亿美元 。综合考虑其他供求因素 ,2022年中国外汇市场供求总体保持基本平衡。
王春英称,近期 ,在内外部因素共同推动下,中国外汇市场运行更趋平稳 ,12月银行结售汇和涉外收支均为顺差 ,分别为70亿美元和231亿美元。
她还表示,在复杂多变 的内外部环境下 ,远期和期权市场反映人民币汇率预期的相关指标变动幅度可控 ,没有出现持续较强的单边走势,说明市场主体汇率预期保持总体稳定,市场主体结售汇和涉外收支行为理性有序。
此外,货物贸易、外商直接投资等资金流入发挥了稳定跨境资金流动的主导作用。王春英提到 ,2022年,中国货物贸易跨境资金净流入规模创历史新高,较2021年增长45% ,体现了中国对外贸易的发展韧性 。外商直接投资资本金项下资金净流入保持较高规模 ,显著高于疫情前2019年水平;另据商务部统计,1至11月中国实际使用外资1781亿美元 ,同比增长12% ,说明中国经济发展前景以及巨大消费市场对外资吸引力仍然较强。
近期境外投资者也在持续恢复对中国证券市场投资。王春英表示 ,据外汇局统计,2022年12月,境外投资者净增持境内债券和股票分别为73亿美元和84亿美元。从最新 的市场数据看,近期外资参与境内证券市场保持活跃 ,2023年1月上半月净买入境内股票 、债券合计约126亿美元。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)