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
重大项目密集开工 各地争先拼经济******
春节后复工的前两天,多地发力稳投资,一批重大项目密集开工。北京商报记者梳理发现,雄安新区、河南省、陕西省、四川省、湖南省、广东省等多地在春节复工后密集举行重大项目开工仪式,或是发布2023年重大项目计划,力争实现“开门红”。在各地众多开工项目中,基础设施和向高精尖倾斜仍是“大头”,智慧城市建设也逐步出现在各大城市的规划之中。
专家分析指出,重大项目属于政府投资,各地争先密集开工,一来可以在短时间内为相关企业带来订单,增加收益,进而提供更多就业岗位;二来彰显了我国经济的韧性,表明了今年我国经济恢复发展的决心。
比往年提前
春节过后,一直是各地陆续开始举办一季度重大项目开工仪式的时间,今年开始得尤其早。
1月28日,节后复工第一天,雄安新区在启动区举行2023年一季度重点项目集中开工活动,集中开工项目43个,总投资416亿元,涵盖了基础设施、公共服务、智能城市等方面;同一天,陕西省宝鸡市集中开工项目67个,总投资417亿元,涵盖基础设施、公共服务、新技术产能等方面,将持续放大投资对经济增长的增量和贡献。
1月29日,广东省深圳市举行2023年首批重大项目开工仪式,新开工项目266个,总投资约3295.3亿元,2023年度计划投资约535.6亿元。
部分省市在开工仪式上透露了重点项目名单。1月28日,在陕西省2023年一季度重点项目集中开工活动上,总投资140亿元的宝鸡凤翔区西凤酒10万吨优质基酒生产及配套项目成为最大亮点;广东省深圳市大鹏新区公布包括大鹏新区档案馆·方志馆建设工程、大鹏新区优质产业空间试点项目在内的10个项目,总投资64亿元,其中鹏美花园项目总投资20亿元。
在投资额度上,部分地区今年计划投资额度明显提升。如陕西省一季度795个省市重点项目开工,总投资5646亿元,同比增长26.3%,年度投资2277亿元,同比增长21.6%;成都市政府1月28日发布的2023年1号文件《成都市2023年重点项目计划》显示,全市拟编列重点项目共900个,年度计划投资3511.8亿元,较2022年增加36.9亿元。
“老大哥”和“新生代”
据北京商报记者不完全统计,基础设施和向高精尖倾斜仍然是各地集中开工或计划今年开工项目的“大头”。
四川省成都市对基础设施的投入表现得尤为抢眼。根据其编列的2023年900个重点项目清单,仅145个重大基础设施总投资便高达9697.7亿元,年度计划投资1039.9亿元,接近全年重点项目计划总投资2.44万亿元的一半。其中,在城市基础设施方面,编列火车北站扩能改造配套工程、东西城市轴线(东段)、成自铁路天府站及配套综合交通枢纽等项目62个。
优化产业结构,向高精尖倾斜在沿海地区表现得较为突出。根据浙江省日前印发的《浙江省扩大有效投资“千项万亿”工程2023年重大项目实施计划》,浙江将不断优化投资结构,力争2023年制造业投资、高新技术产业投资以及交通、水利和能源投资增速均快于面上投资增速。
“这两个领域的投资是国家和地方的‘十四五’发展规划的要求,也是未来发展必然趋势,基础设施主要集中在‘新基建’领域,高精尖项目则是我国科技创新动能转换的必然要求。”北京工商大学商业经济研究所所长洪涛向北京商报记者分析道。
值得一提的是,在“十四五”规划纲要中多次提及的“智慧城市”,开始出现在部分省市的重大项目涵盖领域中。如深圳市首批266个重大开工项目中,产业领域项目96个,项目总投资约1864.2亿元,主要包括燕罗智能网联汽车产业园项目、平湖智造园(一期)、前海深港创新产业园等。
洪涛指出,目前各地智慧城市的建设更多停留在提供民生保障、政务服务、辅助决策三个层面,即使是交通出行,公交牌的智能化都没有完全覆盖,在经济的生产、交换、物配、仓储、销售、结算、售后、服务、体验、文化、体育、医疗、环保、空气、信息管理等方面,还存在许多公众需求、市场需求、治理需求没有得到满足,需要加快努力补短板。
提信心显决心
为何各地今年重大项目开工仪式如此提前和密集?
“今年是党的二十大确定‘建设中国式现代化’目标后的第一年,各地也已经先后确定了2023年5%左右的经济发展目标,按照国家扩大内需的战略要求,一是要扩大投资;二是要促进消费。因此兔年春节后迅速开工,是新时代客观必然的选择,也是对中央经济工作会议精神的落实。”洪涛称。
就重大项目本身的意义而言,北京社科院研究员、中国人民大学智能社会治理研究中心研究员王鹏向北京商报记者分析表示,重大项目属于政府投资,一来可以在短时间内为相关企业带来订单,给企业带来收益,提供更多就业岗位;二来通过重大工程项目迅速开工建设,可以彰显我国经济的韧性,表明今年经济恢复发展的决心,给市场吃一颗定心丸,提振市场信心。
曾在安徽省2022年第四批重大项目开工动员会上亮相的淮河能源集团潘集电厂相关项目是一个典型的范例。潘集电厂项目负责人告诉北京商报记者,作为《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》发布后第一个核准开工的项目,潘集电厂一期项目建成投产后,每年可减少排放二氧化碳83.86万吨、二氧化硫约25万吨、氮氧化物约12.6万吨,每年可实现工业产值30亿元以上,上缴税费约2亿元,能有效拉动区域经济发展,增加就业机会和当地税收。
专项债护航
重大项目是经济发展的“加速器”,加快重大项目建设、扩大高质量投资,一直是各地稳增长的关键抓手之一。洪涛认为,本轮各地如此有底气地密集开工多项重大项目,且提高了预期投资额,专项债券发挥了积极的引导作用。
河北省预算报告显示,该省2023年提前审批专项债额度为1286亿元,相比去年增长73.8%。此外,宁波市、青岛市、河南省、福建省2023年提前批专项债额度分别为265亿元、319亿元、1271亿元、933亿元,相比去年增长93.4%、54.1%、55%、34.6%。
“作为筹集资金建设专项工程而发行的债券,专项债额度的提高,也给了各地密集开工重大项目的底气。”洪涛说道。
在专项债之外,为保证重大项目顺利进行,洪涛建议,一来需采用稳健的货币政策,利用金融手段驱动重点项目投资,如2022年两次下降银行准备金率,扩大了10000亿元金融流动性等便是可参考的举措;二来需采用积极的财政政策,在2022年减税降费缓税退税等系列税收政策给市场让利4万亿元的基础上,创造更好的营商环境,促进各类市场积极开拓国内市场,探索国内循环和国际循环的模式创新。
“从春节消费来看,我国消费迅速恢复,从投资来看,我国投资加快进度。由此可以看出,中国经济提出的5%左右的经济发展目标,应该可以超额完成,也可以高质量地完成。”洪涛称,“希望社会各界把握机遇,扩大内需,从而保持我国经济可持续的发展。”
(文图:赵筱尘 巫邓炎)