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
14天期逆回购重启,中标量1000亿!另有7天期100亿******
中新经纬客户端12月21日电 14天期逆回购操作重启。
21日早间,央行发布公告称,为维护年末流动性平稳,以利率招标方式开展了1100亿元逆回购操作,其中14天期1000亿元,中标利率2.35%,与前次持平;另有7天期100亿元,中标利率2.20%,同样与前次持平。
Wind数据显示,今日有200亿元逆回购到期,因此实现净投放900亿元。
来源:央行网站
上周(12月14日至12月18日),公开市场共有4500亿逆回购及MLF到期,其中周一到周五逆回购到期规模分别为500亿、600亿、200亿、100亿和100亿元,周三另有3000亿元MLF到期;周五还有500亿元国库现金定存到期。同时,央行进行了600亿元逆回购和9500亿元MLF操作,当周全口径净投放5600亿元。
其中在12月15日,公开市场迎来“天量”MLF操作。当日,央行公告称,为维护银行体系流动性合理充裕,开展9500亿元MLF操作和100亿元逆回购操作。MLF操作包含对12月7日和16日两次共计6000亿元MLF到期的续作。这也是央行投放史上单日操作规模最大的MLF,中标利率2.95%,与此前持平。
中信证券研究所副所长明明指出,10月份开始,央行流动性投放逐渐增加,公开市场逆回购操作和MLF操作都超预期放量,保持了狭义流动性充裕。
华泰证券在研报中指出,MLF超额续作在预期之内,但量超预期,主要为了缓解银行年底阶段负债端压力、支持专项债和再融资债券发行、呵护流动性环境等。在资金面“不缺不溢”的要求下,跨年资金预计相对平稳。而存单最受益于本次MLF操作,预计存单利率继续向波动区间下限MLF利率回归。不过货币政策中性的取向没有改变,预计未来资金面继续不缺不溢,一季度资金面紧平衡为主。
值得一提的是,上周五(12月18日),中央经济工作会议在北京举行。会议指出,明年宏观政策要保持连续性、稳定性、可持续性。要继续实施积极的财政政策和稳健的货币政策,保持对经济恢复的必要支持力度,政策操作上要更加精准有效,不急转弯,把握好政策时度效。
会议还要求,稳健的货币政策要灵活精准、合理适度,保持货币供应量和社会融资规模增速同名义经济增速基本匹配,保持宏观杠杆率基本稳定,处理好恢复经济和防范风险关系,多渠道补充银行资本金,完善债券市场法制,加大对科技创新、小微企业、绿色发展的金融支持,深化利率汇率市场化改革,保持人民币汇率在合理均衡水平上的基本稳定。(中新经纬APP)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |