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
以消费为主导扩大内需******
作者:王微(国务院发展研究中心市场经济研究所所长、研究员)
党的二十大报告从新时代全面建设社会主义现代化国家的要求出发,对加快构建新发展格局、着力推动高质量发展作出了一系列重大部署,提出“把实施扩大内需战略同深化供给侧结构性改革有机结合起来”。中央经济工作会议提出“要把恢复和扩大消费摆在优先位置”,要求“增强消费能力,改善消费条件,创新消费场景”。这些对着力扩大内需、增强消费对经济发展的基础性作用提供了重要指引。
近年来,我国在深度参与国际产业分工的同时,不断提升国内供给质量水平,着力释放国内市场需求,促进形成强大国内市场,内需对经济发展的支撑作用明显增强,特别是消费基础性作用持续强化。《扩大内需战略规划纲要(2022-2035年)》显示,改革开放以来特别是党的十八大以来,最终消费支出占国内生产总值的比重连续11年保持在50%以上;住行消费等传统消费显著增长,城镇居民人均住房建筑面积稳步提高,汽车新车销量连续13年位居全球第一;消费新业态新模式快速发展,2021年实物商品网上零售额占社会消费品零售总额比重为24.5%,人均服务性消费支出占人均消费支出比重为44.2%。可以说,消费已经成为进一步扩大内需的最大动力来源。
我国超大规模市场优势和巨大内需潜力是长期积累培育、从量变到质变的结果。从消费需求看,我国拥有规模广阔、需求多样的国内消费市场,拥有形成超大规模消费市场的人口基础,消费结构升级与消费创新共同推动我国消费市场持续壮大繁荣,消费作为经济“稳定器”和“压舱石”的重要性日益上升,以消费为主导的内需增长空间广阔、动力强劲。
一方面,商品消费提质升级态势明显。人民群众对美好生活的向往总体上已经从“有没有”转向“好不好”,人们更多选择高品质、高附加值、高技术的商品消费,不断推动商品消费加快提档升级,消费韧性不断增强。另一方面,服务消费快速发展。2021年,居民人均服务性消费支出10645元,服务消费已经成为支撑消费增长和服务业新体系加快构建的重要动力。还要看到,消费人群高度分化、消费加快向城市集聚等态势也日益明显。预计到2030年,我国中等收入群体占总人口比重将超过50%,对居民消费的贡献将超过70%。此外,新消费群体将加速形成,预计2030年“Z世代”创造的新兴消费市场规模将达到16万亿元,60岁及以上老年群体创造的“银发经济”规模可达20万亿元。同时,大型中心城市将成为消费新增长极,国际消费中心城市对消费的引领带动作用将进一步提升,一批辐射带动能力强、资源整合有优势的区域消费中心加快形成,中小型消费城市梯队建设逐步成型。
需要认识到,有效扩大和更好满足消费,对构建新发展格局、推动高质量发展意义重大。面向未来,必须坚定实施扩大内需战略,准确把握国内市场发展规律。要切实消除现存障碍,充分释放被抑制的消费潜能,特别是正在加快升级的中高端消费潜能;深化供给侧结构性改革,加快推进供给结构调整,加大服务消费领域的改革开放力度,不断增加多样化多元化的服务供给,加快释放服务消费升级孕育的巨大增长潜力;进一步促进消费线上线下融合创新,加快新型信息基础设施建设;不断完善有助于培育建设国际消费中心城市的政策体系,加快打造具有国内外影响力的新商圈、新平台、新场景;以县域消费为抓手促进多层次消费市场协调互促发展;等等。总而言之,就是要多措并举,不断释放内需潜力,充分发挥内需拉动作用,建设更加强大的国内市场,推动我国经济高质量发展。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)