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
多元支付不是要取代现金******
姚 进
近日,一则“大额纸币会逐渐退出市场流通”的传言引起涟漪,甚至有观点认为此举是为了推广数字人民币。显而易见,这是一种误读。人民币现金是国家法定货币,数字人民币研发不是为了取代现金,而是为了助力数字经济发展,提升普惠金融发展水平,更好满足人民群众生产生活需要。在可预见的将来,现金仍将长期存在。
由于纸币在流通过程中会逐渐老化,变脏变旧,这种“脏污”类型的纸币,属于不宜流通人民币。为进一步提升流通中人民币质量,2022年8月,中国人民银行发布了新版《不宜流通人民币 纸币》(JR/T0153-2022)金融行业标准,对脏污指标评价标准进行了提升。目前对一些纸币的回收,是为了进一步提升流通中人民币整洁度,确保公众用上“放心钱”“干净钱”。
近年来,随着第三方支付手段的普及,购物、用餐、加油、买票等诸多场景的现金支付已逐渐被手机扫码取代。移动支付的飞速发展改变了传统的支付方式,也改变了大家的支付习惯。有人说,现在出门不带现金不要紧,忘带手机则“寸步难行”;有商家说,使用现金成本较高,需要花时间去清点和保管,而且有安全上的顾虑;甚至有观点认为,既然移动支付是大势所趋,那么整顿拒收现金就是多此一举。
这些观点看似有一定道理,实则不然。人民币是我国的法定货币,人民币现金是我国境内最基础的支付手段。现实中,部分商家或公共服务机构拒收现金的行为,不仅剥夺了消费者的支付选择权,也损害了人民币的法定货币尊严,更不利于形成公平竞争的市场环境。
现金在保障公众支付权利公平、在重大自然灾害等极端情况下稳定公众支付需求等方面具备不可替代的优势。尤其对老年人来说,拒收现金给老年人的生活带来诸多不便。早在2018年,监管部门就曾明确鼓励多元化支付方式发展,整治拒收现金行为。2020年12月,央行就规范人民币现金收付行为有关事项发布专项公告,重申任何单位和个人不得拒收现金,不得排斥和歧视现金支付。可见,不论是什么原因,都不能成为拒收现金的理由。
目前,我国已形成现金、银行卡、互联网支付、移动支付并存的多样化支付工具体系,同时数字人民币研发和试点工作正在稳妥推进中。不同的支付工具各有优势,能较好地满足不同市场主体的支付需求。鼓励多元化支付不等于对现金说“不”,而是应该将选择支付方式的权利交给消费者。既要肯定多元化支付的意义,加强对各类支付结算方式的推广,也要充分尊重公众支付结算习惯,包括使用现金支付的习惯。
需要强调的是,数字人民币作为百姓日常消费支付手段的补充,不是为了取代现金,二者将长期共存。对于一些人担心的数字人民币会侵犯个人隐私问题,应该看到,数字人民币作为央行发行的法定数字货币,会充分尊重隐私与个人信息保护,并在此基础上做好风险防范。在实物现钞依然发行的前提下,公众仍然可获得实物现钞所提供的完全匿名性,不会因数字人民币的发行而受影响。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)