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
困在成本里的农夫山泉******
“大自然的搬运工”打响了2023年桶装水涨价的第一枪。2月1日,农夫山泉宣布提高杭州市桶装水售价。尽管农夫山泉方面表示暂未接到其他城市产品调价的通知,但在客服给出其他地区用户可以先购买兑换卡“以防万一”的建议下,农夫山泉难道要全面涨价的消息也就传了出来。
全国性涨价猜测
2月1日,一张农夫山泉《杭州区域19升水调价通知》(以下简称《通知》)在业界流传,根据《通知》内容,农夫山泉要提高杭州市部分规格桶装水售价。北京商报记者拨打农夫山泉官网电话得知,自2023年2月1日起,杭州市农夫山泉19L规格桶装水零售价由此前的20元/桶提高至22元/桶。
对于本次提价原因,农夫山泉表示主要是物价、原材料、人工及运费等成本不断上涨导致。这个理由似曾相识,在2021年12月28日,农夫山泉发布价格调整公告,就上海地区19L的天然水零售价格进行调整,从26元/桶调整到28元/桶,原因也是“原材料、人力、运输等运营成本的影响”。
上海、杭州桶装水相继提价,这让其他地区的消费者猜测:农夫山泉这波涨价潮会全国性蔓延吗?
根据农夫山泉方面的说法,此次仅杭州市产品零售价格有调整,后续是否会降价以届时产品显示售价为准。至于此次涨价是否会扩散至其他城市,农夫山泉方面没有给出明确回应,仅表示暂未接到通知。“目前,北京地区农夫山泉桶装水售价是28元/桶,以防万一,用户可以先购买兑换卡,现在比较优惠。”对方建议道。
在战略定位专家、九德定位咨询公司创始人徐雄俊看来,农夫山泉先在一二线城市涨价试水,之后有可能会推广到全国。
广科院旗下广科咨询首席策略师沈萌则认为,产品涨价主要与运营成本的变动有关,一线城市的运营成本上涨幅度高于其他城市,所以对于桶装水这样一个完全竞争的市场,除非出现行业性普遍涨价,否则并不会短期内集中出现全国性普涨。
成本难控毛利下滑
桶装水所在的包装饮用水业务占据农夫山泉五成以上营收。2021年,农夫山泉包装饮用水产品收入为170.58亿元。不过,从近两年财报数据来看,水生意似乎也不好做了。
2022年上半年,农夫山泉包装饮用水业务的收益仅增长了4.8%,比2021年同期25.6%的增长差了一大截。而包装饮用水所占营收比例也从2021年的58.8%降为2022年的56.7%。
这样的数据表现背后的原因一部分来自成本压力。自2021年,农夫山泉就频频在财报中提及成本上涨问题。2022年中报显示,农夫山泉最主要的原材料PET为原油下游产品,而原油价格上升和波动的不确定性,给农夫山泉成本控制带来了压力。同时提到,集团毛利率由去年同期的60.9%下降1.6%至59.3%,主要是由于国际原油价格变动导致PET采购成本提高。
在2022年3月的一场分析师业绩会上,农夫山泉执行董事周震华就直言,成本压力已经“超过企业单方面可以去消化的水平”。
面对成本压力,水企龙头农夫山泉开年率先提价,行业内其他企业会加入这场涨价潮吗?而成本高企之下,涨价又是“农夫山泉们”的解药吗?
在徐雄俊看来,原材料价格上涨是农夫山泉成本拉高的最核心原因。近几年随着消费升级趋势和消费意识的转变,一些消费者愿意花更高的价格买更好的饮用水,一定程度上企业涨价算是顺势而为。当然,对于当下面对的成本压力,产品提价是企业缓解压力比较好的办法。
中国食品产业分析师朱丹蓬认为,中国饮用水竞争已经进入了非常“内卷”的周期。从水种来说,农夫山泉不具备优势;从品牌效应到规模效应,农夫山泉有优势但不是碾压式的优势。其他的水企应该也不会跟进涨价。
北京商报记者 郭秀娟 张函
(文图:赵筱尘 巫邓炎)