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
跟随特斯拉降价,小鹏汽车最高下调3.6万元******
在特斯拉、问界之后,又一家新能源车企加入降价阵营。
1月17日,小鹏汽车宣布调整旗下部分产品价格。其中小鹏G3i价格下调幅度为2万元~2.5万元不等;小鹏P5价格下调2.3万元;小鹏P7价格下降幅度为3万元~3.6万元;2022年9月上市的G9车型价格保持不变。
此前,特拉斯在调整售价时引起了部分老用户的不满,小鹏汽车和问界在新车售价下调的同时,均增加了对于老车主的补贴方案。小鹏汽车方面表示,对于在本次价格调整前一年内订购小鹏G3i、P5、P7的用户,小鹏汽车将延长整车质保至10年/20万公里,并赠送四年基础保养。
特斯拉的大幅降价再次搅动了新能源车市。2023年1月1日开始,新能源汽车国家补贴正式退出,已有多家车企宣布受到补贴取消影响而小幅上调产品价格。不过,特斯拉1月6日突然宣布大幅下调产品价格,部分产品给出了国产以来的最低价格。受到价格下调的影响,近两周以来,特斯拉订单量明显增长,全国多个地区特斯拉门店客流量大幅增加。
同时在价格大幅下调之后,特斯拉和小鹏、问界、比亚迪等中国品牌的产品价格重叠区间增大,蚕食了部分竞品的市场份额。
湘财证券发布的一份研报显示,特斯拉作为行业标杆,其产品定价会影响其它新能源汽车企业的生存空间,特斯拉降价促销势必加剧竞争。亦有业内人士分析认为,2022年第一季度,新能源汽车承压较大,即便没有官宣价格调整,部分品牌势必会加大终端的优惠力度。
不过,1月为汽车销售的传统淡季,叠加国补退出、动力电池成本仍处于高位运行等多方原因,目前大部分车企暂未跟进特斯拉下调售价。截至1月17日,仅问界和小鹏两家新势力车企跟着特斯拉宣布下调产品价格。乘联会秘书长崔东树表示,今年2月到3月,碳酸锂价格可能出现相应回落,车企也将会推出新品、新技术,可能会推出相应的降价措施。
目前,虽然车市承压,但业内对新能源车未来发展依然看好。2022年新能源车市场飞速发展,销量逼近700万辆,渗透率达到25%,新能源汽车已呈现出对传统燃油汽车较强的替代效应。部分机构和业内人士预测,2023年新能源汽车销量将达到800~1000万辆,进一步抢夺传统燃油车的市场。
随着特斯拉、小鹏等车企的价格调整,新能源汽车和传统燃油汽车价格差异进一步缩小。以特斯拉Model 3为例,在1月6日的价格调整后,其起售价已和帕萨特、迈腾等合资车企B级燃油车产生较大的重叠;小鹏G3i在价格调整后,亦与本田XR-V、大众途岳等产品处于同一 售价区间。
惠誉评级亚太地区企业研究部董事杨菁在接受媒体采访时曾表示,新能源车企的共同目标是在整体车市中切下更大的一块蛋糕,特斯拉带头的价格下调会进一步提升新能源车的性价比。而对燃油车而言,2022年的刺激政策已经透支了一部分需求,新能源车市场的价格战可能会延伸到燃油车市场。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)