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
全球经济不确定性继续增强******
作者:东艳(中国社会科学院世界经济与政治研究所研究员)
2023年全球经济将延续2022年的放缓趋势,呈现温和衰退;全球通货膨胀率有望下降,但仍将高于国际金融危机前的水平;受全球经济增速下滑、地缘政治冲突等影响,世界贸易前景也难言乐观。总体来看,今年全球经济仍面临不小的挑战,但调整过程同时孕育着复苏动力,各国需通过多边合作来加强经济协调,促进全球经济复苏。
在经历了2022年全球经济增速的显著下滑后,2023年全球经济复苏面临较大压力。地缘政治冲突、疫情的不确定性、美国等主要经济体经济刺激政策激进退出的溢出效应等一系列外部冲击因素依旧难以在短期内消除,全球经济继续处于不稳定和波动时期。
与此同时,2023年全球主要经济体促进增长的宏观政策、全球产业链的恢复、数字经济等新经济模式的发展、全球国际合作的推进等,为世界经济逐步回归低速增长的轨道酝酿动力。
全球经济将呈现温和衰退
2023年全球经济将延续2022年的放缓趋势,呈现温和衰退,其中上半年依旧呈现波动态势,预计下半年将有所好转。
根据中国社会科学院世界经济与政治研究所的测算,2023年世界经济增长率为2.5%左右。2024年后,全球经济有望回到低速增长的轨道。
具体到全球各主要经济体,美国经济出现实质性衰退的风险增强。美联储激进加息等紧缩性货币政策对经济增长产生延迟效应,而美国劳动力市场的需求下行压力增大,消费后劲不足,美国经济实现“软着陆”的难度较大,在2023年上半年有可能出现衰退。
欧洲将出现经济衰退,能源危机的持续影响、外部需求的下降、紧缩的货币政策等使欧洲经济在2023年将大概率陷入增长停滞。
亚洲经济总体呈现复苏态势,中国经济实现恢复性增长。防疫政策调整后,消费需求对经济增长的拉动效应增强,但是房地产业下行、人口老龄化、外部需求不足等因素对中国经济增长产生影响。日本经济缓慢复苏,但人口老龄化等内在因素使日本经济增长速度难以大幅提升,而美联储货币政策走向、全球经济下行等外部因素使日本经济仍面临下行压力。印度经济继续保持较高增速,能源转型、离岸外包、制造业投资扩张等使印度经济增长速度处于较高水平,预计2023年增长6.3%。
亚洲经济的复苏对于稳定全球供应链,为其他经济体提升外部需求,降低全球通货膨胀率在一定程度上提供了支撑。
通胀率下降但仍处高位
未来,全球通货膨胀率有望下降,但是仍将高于国际金融危机前的低通货膨胀率水平。
2022年,为抑制通货膨胀,美联储采取激进加息政策,欧洲央行以及加拿大、瑞士、英国等国中央银行也同步采取了加息政策。与此同时,随着供应链紧张局势缓解、需求放缓、库存增加导致的价格折扣和住房价格下降需求减少等,预计全球通胀率将在2023年下降。根据国际货币基金组织的预测,全球通胀率将在2022年底达到峰值,为8.8%;2023年降至6.5%;到2024年降至4.1%。总体来看,全球通胀水平仍然超过2%的中央银行目标水平。
全球货币和金融条件的收紧导致需求下降,并有助于逐步控制通货膨胀。美国在2023年着力于实现“软着陆”,在降低通胀率的同时保持一定的就业率。2022年美国在通胀率下降的过程中没有出现失业率的大幅下降。一些公司已经意识到,解雇员工可能在短期内减少成本,但以后会产生问题,由此他们可能会转向更“欧洲”的模式,即在经济衰退期间将员工留在工资单上,以便以后能更快、更平稳地复苏。
虽然美联储2022年的加息已经显示出一定的效果,各种通胀指标有所缓和,但对比历史上几次相对成功的“软着陆”,可以看到,本次通胀水平较高,劳动力市场较为紧张,这些因素显示出实现“软着陆”的难度较大。
欧洲在能源危机冲击下面临通货膨胀的巨大压力,供给和需求对通胀产生双向促进作用。不过很多学者认为,欧洲通货膨胀压力在2023年也将逐步缓解。
国际贸易和金融风险增加
全球经济增速下滑、地缘政治冲突等将给世界贸易发展带来较大不确定性。世界贸易前景仍不乐观。特别是全球价值链紧张程度加深,美国安全供应链和制造业战略新布局调整,在区域经济合作中采用了具有浓厚政治色彩的“近岸外包”和“友岸制造”。这一切体现了以美国利益为中心的心态,破坏了多边贸易体制,趋向于将现有价值链格局塑造为以美国供应体系安全为中心的新格局,阻碍了全球供应链区域内和区域间的融合。
2022年全球主要经济体采取央行同步加息以及收紧财政的紧缩性宏观经济政策,这对全球经济恢复产生一定程度的影响。同时,发展中国家陷入债务危机的可能性增加。美欧的加息政策使得发展中国家的融资成本增加,资本外流趋势增强。而外部需求的下降使新兴市场国家的外汇收入降低,引发流动性不足和融资受限,使发展中国家债务风险转向债务危机的可能性增加。2023年,由于对经济衰退的担心,部分国家可能会停止紧缩性货币政策。在2022年,面对美国通货膨胀的高企和通胀预期的增强,加息发挥了作用。随着通货膨胀的回落,利率上升周期或将结束。
大宗商品价格仍然存在波动风险,2023年,预计大宗商品价格总体不会大幅下降,但将呈现波动下行的态势。能源市场供求重塑地缘政治经济格局,能源短缺问题依旧是世界各国经济复苏的重要挑战,对全球经济的稳定产生影响。乌克兰危机引发的能源短缺对欧洲经济的不利影响依旧存在,欧洲经济可能处于衰退状态,高能源价格对实际收入产生不利影响,天然气价格的变化是影响欧洲发展的重要风险,大宗商品价格波动使世界经济的稳定性下降,同时低收入国家粮食危机常态化风险加剧。
总体来看,虽然通货膨胀高于历史水平、多数地区仍处于货币紧缩状态,叠加乌克兰危机带来的不利影响,全球经济仍然面临挑战。与此同时,调整过程也孕育着复苏动力。一方面,数字经济、绿色经济的发展引领全球技术创新与产业转型,进而提升全球增长动能;另一方面,数字技术不断发展,并与实体经济深度融合,将助推产业数字化转型。同时,国际政策协调和国际发展合作为全球企业提供了较为良好的经营环境,并提升了对世界经济发展的预期。2022年底,世贸组织成员实质性结束《投资便利化协定》文本谈判,67个成员共同发表了《关于完成服务贸易国内规制谈判的宣言》,宣布达成《服务贸易国内规制参考文件》,这展示了在全球政治经济环境复杂的当下,各国仍努力通过多边合作来加强经济协调,促进全球经济发展。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)