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
以发展创造机遇 习近平再释中国改革开放决心******
(中共二十大·观察)以发展创造机遇 习近平再释中国改革开放决心
中新社北京10月23日电 题:以发展创造机遇 习近平再释中国改革开放决心
中新社记者 王恩博 李晓喻
“我们将坚定不移全面深化改革开放,坚定不移推动高质量发展,以自身发展为世界创造更多机遇。”
23日,新一届中共中央政治局常委集体亮相,同中外记者见面,中共中央总书记习近平在讲话中作如上表述。
北京专家接受中新社记者采访时表示,上述两个“坚定不移”可视为中国共产党面向未来、面向世界的宣示,对世界的疑虑和担心给出了明确答案。沿着改革开放的方向持续前进,中国发展对全球意味着无限机遇。
10月22日,中国共产党第二十次全国代表大会闭幕会在北京人民大会堂举行。 中新社记者 盛佳鹏 摄“中国发展离不开世界,世界发展也需要中国。”正如习近平在讲话中所说,回顾过去相当长一段时间,中国主动融入全球发展,在受益于此的同时,也成为世界经济增长重要的“稳定因子”。
2013—2021年,中国经济年均增长6.6%,大大高于2.6%的同期世界平均增速,也高于3.7%的发展中经济体平均增速,经济增长率居世界主要经济体前列。同期,中国对世界经济增长的平均贡献率达到38.6%,超过七国集团(G7)国家贡献率的总和,是推动世界经济增长的第一动力。
习近平指出,经过改革开放40多年不懈努力,我们创造了经济快速发展和社会长期稳定两大奇迹。现在,中国经济韧性强、潜力足、回旋余地广,长期向好的基本面不会改变。
中国人民大学国家发展与战略研究院研究员王孝松分析称,这是基于中国长期发展逻辑和当下发展现状作出的判断。走过改革开放40多年历程,今天的中国已拥有全球最完整、规模最大的工业体系,由此带来的经济回旋余地和发展潜能,是许多国家难以相比的。因此,尽管外部环境处于多事之秋,中国经济仍然能够顶住压力,不断修复。
当前,世界百年变局和世纪疫情交织,单边主义、保护主义抬头,经济全球化遭遇逆流。越是暗流涌动的时刻,越需要负责任的大国作出表率。习近平在讲话中重申“中国开放的大门只会越来越大”。
资料图:2021年8月11日,中欧班列(西安)从西安国际港站开出,一路向西驶向哈萨克斯坦,这是陕西累计开行的第10000列中欧班列。中新社记者 张远 摄“百年变局中,中国还要不要开放,要什么样的开放,牵动着全世界目光。”清华大学中国发展规划研究院常务副院长董煜表示,“坚定不移全面深化改革开放”这个表述和习近平在中共十八大、十九大时的讲话一脉相承,体现了政策上的连续性和稳定性,同时也是当前国内外形势下的现实需要。
结合中共二十大报告相关表述,董煜相信,今后中国将以更大力度推进更高水平开放,尤其是规则、规制、管理、标准等制度型开放将进一步提速。
在董煜看来,这种开放将是双向的:一方面,中国将更积极与国际通行规则接轨,更主动参与全球经济治理;另一方面,也会将本国管理、标准等方面经过实践检验的优秀成果与全球分享。此外,在扩大进口、优化营商环境、保护外资企业合法权益等方面,预计将有更多新措施陆续出台。
对于世界而言,这无疑是个利好。王孝松表示,全面深化改革开放,推动高质量发展,将使中国产业链完整、市场规模庞大等优势得到进一步激发,进而向全世界提供更多价值链上的重要中间产品,为全球产业发展提供良好机遇。(完)