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
重庆代表委员建言西部金融中心建设******
中新网重庆1月17日电(刘心羽 韩璐)2023重庆市政府工作报告提出,未来五年要加快建设西部金融中心。此间的重庆两会上,多位重庆市人大代表、政协委员聚焦金融发展热议建言。
2022年12月,重庆市人民政府办公厅、四川省人民政府办公厅联合发布《成渝共建西部金融中心规划联合实施细则》,提出加快建设立足中国西部、面向东亚和东南亚、南亚,服务共建“一带一路”国家和地区的西部金融中心,明确58项具体措施,内容涉及引进境内外金融机构、深化境内外金融市场互联互通、稳妥创新跨境资本流动管理等。
重庆市六届人大一次会议江北代表团在一份集体议案中提出,重庆市江北区正以金融机构和金融功能“双集聚”为主线,全力打造西部金融中心核心承载区,计划在该区江北嘴建设西部金融广场和金融大数据中心,建设西南唯一的金融主题广场,打造特有金融品牌展示载体,全方位展示重庆金融改革发展成果。
议案称,重庆市江北区已形成以金融业为核心,以商贸、专业服务为支撑,以信息服务、战略性新兴产业为补充的多元立体产业结构,是重庆最有条件建成西部金融中心核心承载区的区域。
“目前成渝地区的金融业在体量和专业化程度上仍然需要大力推动合作创新,提升金融业发展能级。”重庆市政协港澳委员、英国在线支付公司亚太区总经理施伯雄接受中新网记者采访时说,金融科技有很强发展潜力,重庆可用好香港国际金融中心优质资源,加强港渝两地在金融科技方面的创新合作,加速西部金融中心建设。
施伯雄介绍,香港拥有高度市场化、与国际接轨的资本市场和金融基建,完善的配套服务,成熟的金融生态圈,能为内地金融市场双向开放提供高效管道,同时承担防火墙作用,为内地发展提供资金、缓释风险。
“香港和重庆如果能加强跨境银行、关联支付等关键领域的创新合作,会有效推动西部企业跨境业务快速增长。”施伯雄还建议,港渝两地可合作推进数字人民币在香港落地实践、提高跨境支付或汇款的效率、推动两地消费升级和产业升级。
“港渝两地应不断加强联动,探索建立符合双方共同利益的金融科技合作模式,在金融领域优势互补、资源共享。”施伯雄说。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() ![]() 彩之家平台地图 |