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
40英寸电视进入百元级 电视机为啥越来越便宜?******
前不久举办的卡塔尔世界杯赛事,使高清、大屏彩色电视机迎来一波消费热潮。不少人发现,曾是家庭“大件”的电视机,如今在性能、尺寸不断提升的同时,价格却一路走低,市场上出现了许多大品牌的百元级电视机。
电视机为啥越来越便宜?是供过于求还是成本降低?整个行业将向何处发展?
40英寸电视进入百元级
“世界杯是球迷四年一次的狂欢,观赛设备很重要,我在去年‘6·18’购物季就着手选购了。”资深球迷张昊前段时间在电商平台购置了一台游戏电视机,“平时可以用来打游戏、看视频,世界杯期间可以通过网络电视功能收看比赛。”
选购时张昊发现,现在电视机“真便宜”。“平时很少看电视,之前没有买过电视。小时候,电视机是家里的大件,印象中爸妈买的那台显像管电视花了至少3000元,如果买液晶电视还要更贵,动辄几万元。这次看了一圈才知道,原来电视机降价这么快,3000多元已经可以买到70英寸的高清液晶电视了。”
电视机越来越大、也越来越便宜,许多消费者有类似的感受。
“1500元左右就可以买到一台性能不错的55英寸液晶电视。如果是挂在墙上那种小的,几百元就可以买一台。”正在装修新居的北京市民李晓文说。
老年人对这一变化感受更深。沈阳居民孙奶奶今年75岁,她回忆,上世纪末买21英寸的显像管彩电花了近4000元,2009年换成42英寸的液晶电视用了6900元,2016年又买了同一品牌同一规格的彩电,价格已降至2000多元。“现在一台大电视才卖几百元,这在以前是不可想象的。”她说。
在京东平台上,记者看到海信55英寸4K高清电视机售价为1299元,长虹65英寸4K高清电视机为1699元;百元级的电视机也不缺大品牌,小米43英寸全面屏电视售价749元,创维40英寸高清电视699元。
数据显示,2015年至2021年,国内彩电市场上彩电产品的平均尺寸从44.5英寸增长到54.4英寸,单位面积售价却从75.58元/英寸下降至61.79元/英寸。绝大多数电视机品牌在不断降价。小米在2015年推出第一款55英寸液晶电视时,售价4999元,而目前同尺寸产品为1499元。
每年的“双11”“6·18”购物节,电视机往往会迎来一波降价潮。“我想给父母在客卧装个电视,去年‘双11’发现看中的品牌和尺寸降到了500元出头,比预想的还便宜。”北京市民崔女士说。卡塔尔世界杯开幕前,电视机销售走旺。苏宁易购相关负责人介绍,大屏电视产品普遍降价,“8K高清、85英寸以上的大屏电视以及激光电视、画框电视、旋转屏电视等电视机优惠多,成交量也明显提升。”
成本下降,需求减弱
电视机为何越来越便宜?
制造成本降低是主要原因。据介绍,面板是电视机的重要部件。随着技术进步,液晶屏生产成本持续降低。同时,由于液晶屏具有可切割优势,能适应电视屏幕、笔记本电脑屏幕、手机屏幕及各类智能家电显示屏等用途。广泛的应用场景吸引了大量资本涌入液晶屏生产研发生产领域,产能扩张带来规模效应“摊平”了单位成本。
奥维云网消费电子事业部研究总监刘飞介绍,电视机价格受上游面板成本变化的影响较大。近年来,上游面板特别是大尺寸面板产能增加,同期彩电行业需求收紧,导致面板供过于求、价格下降,推动下游电视机零售价格下行。2018年以来,国内市场电视平均售卖尺寸增长近10英寸,但均价一直维持在3000元左右。“特别是‘双11’期间,面板价格降至低点的同时,大尺寸面板供应加大,最终呈现中国市场电视尺寸越来越大、价格越来越低的局面。”
电视机市场需求乏力,是重要因素。
据介绍,电视机是国内家电行业少数处于负增长的品类之一,近年来一直处于低谷。2021年中国彩电行业市场零售量规模为3835万台,同比下降13.8%,在跌破4000万台大关的同时达到了12年来的最低点。中国彩电销售额则从2015年的1572亿元波动下降至2021年的1289亿元,国际市场也是如此。2022年全球电视出货量预计为2.02亿台,创下10年来的新低;其中2022年第三季度全球电视出货量为5139万台,同比减少2.1%,系2014年以来的季度出货最低纪录。
这背后,一方面是电视的信息载体功能和娱乐功能正被智能手机等替代。手机、电脑等小屏幕正取代电视机的大屏幕。不少年轻人家中,电视常年“吃灰”。调查数据显示,电视机在中国家庭的收视率逐年下滑,开机率则从2016年的约70%下降至2022年的约30%。
另一方面,是电视机市场已高度饱和。中国每百户家庭电视机保有率早已突破100台/百户,2021年为121.8台/百户。许多家庭拥有不止一台电视,对新购置电视机的需求不高。
面对需求乏力的存量市场,电视机企业“不敢涨价”“不能涨价”,往往靠低价竞争维持市场占有率。
彩电业面临“突围”
彩电行业会在用户流失、低价竞争和同类产品挤压中陷入长期萧条吗?不少业内人士仍对电视行业的“破局”和“突围”充满信心。
扭转用户流失的局面,是行业“破局”的首要课题。业内人士认为,电视厂商应从提升观众的观看体验上下功夫。
为啥不怎么看电视了?不少消费者对目前电视机普遍存在的冗长、重复且无法跳过的开机广告十分不满,认为其影响观看体验和开机率。2021年的一项调查显示,89.9%的消费者使用的智能电视有开机广告;55.58%的消费者认为“有无开关机广告”是购买智能电视最看重的因素之一,72.73%的消费者对开机广告“一秒都不能忍”,仅有20.2%的消费者能容忍30秒以下的开机广告。与此同时,广告收入仍是电视厂商“难以割舍”的利润项目。据估算,2020年中国互联网电视广告运营总收入达121亿元,放弃这部分“肥肉”意味着厂商需要寻找新的利润增长点。这提醒厂家,要重视消费者的不满,想办法解决。
行业“突围”,还需要摆脱低价竞争、壮大刚性消费群体。
除了行业内部的激烈竞争,电视机还面临着投影仪、个人电脑等替代性商品的竞争。一项关于卡塔尔世界杯观看设备的调查显示,除了回归电视大屏的球迷之外,有超40%的受访球迷选择电脑、手机和投影仪等设备观看世界杯。值得注意的是,在彩电销量不断下滑的同时,中国投影仪市场正在迅速发展。2021年,国内投影仪销量达470万台,几乎比2016年翻一番。
“以前没的选,只能硬着头皮看电视广告。现在投影仪也能实现电视的功能,还能播放幻灯片、放电影。只需电源、WiFi和一面白墙,就可以把大屏幕‘揣着走’。退一步说,我可以直接买屏幕,还不用看广告。同等预算下,为什么要买电视机?”上海市民周云平认为,如果想吸引消费者回归,新一代电视机必须能实现同类产品无法替代的功能。
如何将用户从小屏幕拉回到大屏幕前?中国家用电器商业协会秘书长张剑锋认为,全屋智能和智慧家庭将成为电视行业的发展方向。“如果电视生产企业能依靠工业互联网、提高互联互通的能力,就有可能通过新的场景、技术让用户重新回归。”张剑锋说。
此外,尽管彩电市场整体陷入“量价齐跌”窘境,但并非所有品类都在“低价化”轨道上。超大屏如上百英寸的电视,以及超高清晰度、全色激光等高端产品仍受追捧,价格大多上万元。
“20年前走亲访友时,如果谁家客厅里有一套‘家庭影院’、摆了一台‘背投电视’,主人家都很有面子。”李晓文认为,满足“把电影院带回家”的需求,高端电视机对中高收入消费者仍有不小吸引力。
业内人士指出,电视机产品呈现分化趋势,入门级产品价格不断走低,知名品牌高端电视价格则定价较高且较为坚挺。预计大屏化、娱乐化、超高清化和智能化等将成为中国电视消费的新趋势,随着中国高收入群体的扩大,高端电视的需求将得到支撑。已进入存量市场阶段的彩电市场将迎来超大屏时代,中国市场75寸以上电视占有率有望在未来3年超过50%。