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
对美元中间价升至半年以来新高 经济企稳支撑人民币汇率走强******
对美元中间价升至半年以来新高——
经济企稳支撑人民币汇率走强
本报记者 姚 进
在内外部因素共同作用下,近期,人民币汇率持续走强。
Wind数据显示,截至2月2日16时30分,在岸人民币对美元汇率最高触及6.7007元,离岸人民币对美元汇率最高报6.7057元。2月2日,人民币对美元汇率中间价升至2022年8月以来新高。今年以来,人民币对美元汇率中间价累计调升2516个基点。
“2月2日,人民币对美元汇率大幅拉升主要是因为美联储明确将放缓货币紧缩,加息周期临近尾声,短期影响人民币汇率的最大不确定性因素落地,市场情绪和预期再度得到修复和强化,推动人民币汇率上行。”中国银行研究院高级研究员王有鑫表示。
美国联邦储备委员会2月1日在结束货币政策会议后,宣布加息25个基点。由于美联储此次加息为2022年3月以来加息幅度最小的一次,市场普遍认为美联储本轮加息周期已渐近尾声,全球风险资产有望迎来反弹,非美元货币的贬值压力有望大幅缓解。
我国经济企稳则是近期人民币汇率走强的内部原因。中金公司外汇专家李刘阳认为,1月以来,中国经济持续恢复向好,北向资金加速流入,人民币出现升值趋势。“在中国经济快速恢复的背景下,证券资金流入、结汇需求增强、美元走弱主导了1月人民币汇率的强势行情。”李刘阳说。
自美联储去年3月份启动本轮加息周期以来,人民币汇率最低跌至7.3下方,但中国外汇市场运行总体经受住了考验,人民币汇率在全球主要货币中表现相对稳健,跨境资金流动更趋均衡,彰显出强劲的市场韧性。
中银证券全球首席经济学家管涛认为,人民币汇率灵活度提高带来的好处也进一步显现:没有影响国内金融和物价稳定,增强了国内货币政策自主性;“减震器”作用正常发挥,减轻了对行政干预手段的依赖。“这有助于提振境内外投资者对中国经济和货币的信心。”管涛说。
展望今年人民币汇率走势,专家和研究机构认为,从中长期来看,人民币涨跌取决于中国经济基本面。近期,随着经济基本面企稳,人民币汇率也将得到有效支撑。未来,在外部压力趋缓、国内经济向好的背景下,人民币汇率将呈现双向波动、温和回升,并逐步回归合理均衡水平。同时,外资看好中国经济前景,人民币资产吸引力提升。
一方面,美联储加息进程转入下半场,叠加市场对美国经济前景担忧,美元指数上行动能趋弱,人民币汇率下行压力减小。李刘阳认为,美国通胀放缓带动美联储加息预期回落,中国与欧洲经济企稳预期带动风险偏好走强令美元承压,即使短期美元指数可能会因为风险偏好变化有所反弹,但基本面的变化让美元指数重回新高的可能性进一步降低。
另一方面,最新公布的先行指标传递出国内经济回升向好的积极信号,为人民币汇率在合理均衡水平运行提供良好环境和支撑。“经济稳金融稳,经济强货币强。”管涛说,随着中国经济加速复苏,国内外普遍看好中国经济前景,人民币资产投资价值受关注,2023年人民币汇率走势有望实现逆转。
“短期来看,海外通胀、地缘冲突等不确定因素对外汇市场或继续构成扰动。但整体看,人民币面临的内外部环境相对有利,预计双向波动更加常态化。”光大银行金融市场部宏观研究员周茂华表示,国内经济稳步复苏,市场风险偏好回暖带动资金趋势流入,外贸保持韧性,国际收支基本平衡,加之人民币弹性显著增强,将在国际收支中发挥稳定器的作用。
“中国经济走向复苏的迹象十分明显,随着修复动能不断强化,中美经济基本面或再度扭转,人民币汇率或存在进一步升值空间。对于中国央行而言,汇率压力缓解意味着政策空间打开,国内经济有望在政策支持下进一步企稳回升。”信达证券分析认为。
管涛提示,当前,内外部不确定不稳定因素依然较多,人民币汇率有涨有跌、双向波动加大,市场主体不宜单边押注汇率涨跌,而需要强化风险中性意识,加强货币错配和汇率敞口管理。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)