苏马三号
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为什么夜空中星星有各种颜色? 夜空中的星星除了几颗是行星外,其它的都是像太阳那样能自身发光发热的恒星。 对于肉眼可见的行星来说,不同颜色主要是由其表面的大气和地貌性质决定的。例如火星表面就是赤红色,所以看起来颜色发红。对于恒星来说,颜色完全由其表面的温度所决定,温度越高颜色越白。 我们首先来举一个生活中的例子。在炼钢炉里,钢水是蓝白色的,出炉之后,钢水的温度慢慢降下来,颜色也逐渐变黄、变红、最后凝成黑色的钢锭。钢水颜色由浅变深的这个过程,也是温度由高变低的过程。 同样的道理,恒星有不同的颜色,也是因为其表面的温度各不相同。对于大多数恒星的精确颜色,肉眼很难分清楚。但是,有些亮星的颜色还是非常容易看出来的。因此,我们可以根据恒星的颜色,来估计它们表面温度大约是多少。 太阳看上去是白色偏黄,它的表面温度大约是6000摄氏度。织女星是白色的,它的表面温度也就比太阳高,差不多有10000摄氏度。天蝎座的红色心宿二,其表面温度不会超过3600摄氏度。这颗恒星的颜色很红,有些像火星的颜色,所以又被称为“大火”。著名的猎户座有七颗亮星,其中六颗是蓝白色的,还有一颗叫参宿四,是红色的(这颗恒星是演化到末期的红巨星,随时都有爆发为超新星的可能)。 钢水颜色的变化非常明显而迅速,恒星的颜色是不是也会变化呢?正是这样,恒星也不是恒定不变的,它们也有从产生到灭亡的演化过程,其表面温度在不同的演化阶段也是不一样的。但问题是,恒星的一生在人类看来非常漫长(例如,太阳的寿命大概有100亿年),因此,恒星的颜色变化非常缓慢,人类难以察觉。钢板中建立起温度梯度,可见不同部位颜色不同著名的猎户座左上角的恒星(参宿四)是演化到末期的红巨星,其表面温度相对较低,发出红色的光芒
人体直接暴露在太空中,会发生什么? 在科幻小说中常常可以看到这么可怕的一幕:飞船船体破裂,一位船员在毫无装备的情况下被困在太空舱中,而他却要把舱门打开来驱赶太空舱里面的不速之客。缺少太空服的保护,人直接暴露在真空和接近零气压的环境,是不可能长时间存活的。 但事实上会发生什么呢?你的眼睛会爆出来吗?你的血液会迅速的沸腾蒸发吗?经过上世纪60年代的动物实验和对发生在太空和气压舱的事故总结,我们发现,人直接暴露在太空中的结果并没有我们想象中的那么戏剧性。 暴露在太空中,你首先会注意到的是缺氧,但是你并不会因此马上丧失意识。你的身体会继续利用你血液中的氧气,这大概能维持15秒。如果这个过程中你并没有屏住呼吸的话,你大概可以生存2分钟,而且不会造成永久性的伤害。 但是如果你屏住了呼吸,那你就杯具了。由于大气压的下降会导致你肺里面的气体迅速膨胀,并且把肺部撑破,气体会进入你的循环系统。因此,如果你发现自己突然暴露在真空环境中,你要做的第一件事就是把你肺里面的气体全都呼出来。 还有一件你比较无能为力的事,暴露在太空中大约10秒后,你会发现你的皮肤和组织开始出汗。这是在零气压环境,你体内的液体开始蒸发导致的。不过由于人类的皮肤强度足够强,你并不会好像气球那样膨胀破裂。此外如果你被带回到正常气压的环境,你的皮肤和组织也能恢复到原来的状态。 除非你休克了,不然暴露在太空中并不会影响你的血液循环,因为你的循环系统可以维持足够的血压保证血液的流动。宇航员Jim LeBlanc在1965年的一次空气舱实验中,由于太空服出现漏气,导致他暴露在接近真空的环境中。在本次事故中Jim大约保持了14秒的意识,根据他的描述,暴露在真空中舌头上的水分会沸腾,而他在昏迷前最后的感觉就是舌头上在冒泡。参与实验的研究人员在Jim暴露在真空中约15秒后才发现异常,并及时往空气舱中重新注入空气,Jim也因此获救。 由于缺乏太空服的保护,你会直接暴露在宇宙射线中,这样会导致你严重晒伤,此外你还可能会得减压病。不过,虽然外太空的温度非常低,但你并不会在窒息前被冻僵,因为在缺少对流和传导的情况下热量并不会如此迅速的流失。 如果你最终死在太空中,因为缺乏氧气,你的尸体并不会像地球上的普通尸体那样腐烂。如果尸体比较接近热源,那么最终会变成干尸;否则你将会被冻结。如果你是死在宇航服内,那么将会尸体会腐烂,直至宇航服内的氧气被耗尽。不管以上哪种死法,由于缺少空气,尸体不能被降解,你的尸体都将会保持很长很长一段时间,并且在广袤的宇宙空间漂浮数百万年。
令人惊奇的河流交汇景象:泾渭分明颜色迥异 两条河流汇合处就是支流汇入干流处,具有三个方向上的水运优势,有大量的人流、物流在这里集聚、中转。因此两条河流的交汇处是城市选址的良好区位。以下这些照片展示了两条不同河流的颜色对比。 有些是自然形成有的是人为而形成。瑞士日内瓦,罗讷河和艾云河的汇合处美国,俄亥俄河和密西西比河中国重庆,嘉陵江和长江的汇合处巴西的里约热内卢,里奥内格罗河和马瑙斯河美国犹他州峡谷地国家公园,绿化河和科罗拉多河的汇合处利顿,加拿大不列颠哥伦比亚省的汤普森河和弗雷泽河合流印度,阿拉卡南达河和Bhagirathi河合流德国科布伦茨,摩泽尔河和莱茵河克罗地亚奥西耶克,德拉瓦河
大型激光引力波观测设施建设:捕捉空间涟漪 北京时间9月16日消息,据英国广播公司(BBC)网站报道, 科学家们近日表示,技术更加先进的新一代LIGO设备,一把搜寻引力波踪迹的激光量天尺正在以极快的速度推进建设。 第一代的LIGO设施在2001年至2010年期间运行,但它的观测结果为零。在过去的4年间,科学家们设计了更加灵敏的探测器,并在今年6月份达到完全成型,时间节点上早于预定计划。 研究组报告称这一新的设备目前在灵敏度上已经要高出原有设备30%以上,并计划于2015年夏季开始进行观测工作。LIGO是“激光干涉引力波天文台”的英文缩写,它位于美国境内的两处地点,一处是在路易斯安那州的利文斯顿,另一处则是在华盛顿州的汉福德。 ★空间的涟漪 在英国科学节活动期间,英国伯明翰大学物理与天文学院教授安德里亚斯·弗里斯(Andreas Freise)表示:“在6月份,我们达到了这一水准,我们将其称作‘锁定’,这也就意味着全系统开机并进行了短时间运行,大约10分钟左右,在此期间按照科学观测模式进行了运行。” 引力波是存在于时空之中的涟漪,它穿过宇宙空间,就像地震之后声波四处扩散。 只是对于引力波来说,它的“震源”都是一些非常高能的事件,比如超新星爆发(死亡恒星的爆炸),快速自转的中子星(非常致密的大质量恒星体残骸),亦或是黑洞或中子星之间由于轨道非常接近而最终导致的相互碰撞事件等等。 借助LIGO设备目前所具备的的精确程度,这台干涉仪应当可以探测到发生在距离地球大约27Mpc,即大约8800万光年范围内来自中子星或黑洞双星系统产生的引力波信号。 目前研究组仍在致力于改进该系统精密的光学系统和探测设备,以便逐渐提升其观测精确度。弗里斯教授表示:“我们的观测目标可以远在200Mpc之外,这要比之前的一代设备提升10倍以上。” 将观测距离提升10倍,意味着LIGO设备将可以扫描比第一代设备大1000倍的宇宙空间。 同样来自伯明翰大学物理与天文学院的阿尔伯特·维切奥(Alberto Vecchio)教授表示:“先进LIGO设施在观测空间上将比前一代提升1000倍,在这样大的空间范围内,我们预期应当可以观测到引力波的信号。” LIGO设施的运行原理是发射一束强大的激光束进入一个分束器,在那里激光束会被一分为二,每一束激光都会被导入一个长度为4公里的相互垂直的隧道。在每个隧道的顶部都有一台反射器,将入射的激光束反射回去,最终在两个隧道的交汇口重新结合。由于这两道隧道的长度是相同的,因此当两束激光重新结合时应该是不会显示任何变化的。但如果有引力波穿过地球,那么情况就会发生变化。 维切奥教授表示:“当引力波抵达地球,它会导致时空的扭曲,尤其是,它会导致两台反射镜之间的距离发生改变。在4公里的距离上,一道较强的引力波可能会造成小于一个原子核大小千分之一尺度上的变化。”这种反射镜面距离上发生的极细微变化将在激光干涉中呈现差异,从而被科学家们观测到。 ★意义深远的观测 2000年以来,英国伯明翰大学的科学家团队便开始涉足这一项目,领导了相关技术与硬件的开发研制,并参与研发分析数据所需要的一些专业工具。 相较于第一代的LIGO设施,新一代的先进LIGO天文台主要采用了升级版的反射镜悬挂系统,使其尽可能的保持稳定,另外还采用了更加强大的激光,当然整体设施也改进了更加先进的光学系统,以便适应更加强大的激光器。 尽管第一代LIGO设备在长达10年的运行期间并未能探测到任何信号,但研究组认为在经过这一轮升级之后,先进LIGO设备将应当可以在其运行寿命期间至少探测到一次引力波信号。 维切奥教授认为,对此最悲观的估计可能是在大约5年的时间内这台设备仅探测到一次信号。他说:“合理的预测认为每年我们都应当可以探测到数次引力波事件,甚至还有乐观主义者认为我们每年应该可以探测到成百上千次的这类事件。” LIGO设施的探测结果将构成对其他实验设施,如南极望远镜Bicep2以及普朗克实验等的重要补充,而不是竞争。这是因为它的工作波段要比其他实验短得多。 从科学的角度来说,真正探测到引力波的意义将是非常深远的。弗里斯教授表示:“这主要有两个方面,其中之一是检验有关引力的理论,但我认为其更加有趣的方面是对天文学的影响。我们到这里就进入到了未知的领域,或许我们探测到的新信号会告诉天文学界的很多人说你们错了。那正是我在努力做的事情。”第一代LIGO设施在长达10年的运行期间未能检测到引力波的任何信号引力波被认为源自一些非常高能的事件,如两颗中子星的相互融合
美国高空氦气球携X射线望远镜研究黑洞 [摘要]华盛顿大学与美国宇航局联合开展一项通过高空氦气球观测宇宙黑洞的研究,望远镜将通过高空氦气球爬升到3.6万米高度。 据国外媒体报道,来自华盛顿大学圣路易斯分校和美国宇航局哥伦比亚科学气球基金会的研究人员在近期使用高空氦气球释放一个望远镜,可对宇宙中的黑洞进行观测。科学家之所以提出用气球来研究黑洞的想法是因为使用火箭发射望远镜成本较高,如果使用高空氦气球就可以压低成本,但是观测效果可能不及轨道望远镜。本次高空氦气球的上升高度为3.6万米,比普通客机的巡航高度要高出3至4倍左右,在这个高度上几乎摆脱了地球上99%的大气干扰,有助于对黑洞进行研究。 负责本项研究课题是的华盛顿大学物理学教授克拉夫琴斯基,他在本月早些时候表示,目前高空氦气球的释放还没有正式的日期,最早可能在本周末进行,科学家计划把一台望远镜通过高空氦气球送入高层大气,但是风力条件可能会阻止本次观测任务,因此能否成功升空取决于天气情况。高空氦气球的释放地点位于新墨西哥州的萨姆纳堡,氦气球升空的高度将达到3.6万米,目前释放工作已经处于准备之中。 科学家准备释放的望远镜是一台X射线望远镜,主要通过高能X射线的偏振来研究宇宙天体,在地球大气的高层高能X射线可以被望远镜捕捉到。黑洞作为宇宙中最为神秘的天体之一,我们无法通过可见光途径观测到黑洞,因为黑洞的引力场非常强大,连光都无法逃脱黑洞的控制,这就是为什么黑洞看不见的原因之一,因此科学家试图通过X射线来研究黑洞。黑洞虽然无法被可见光观测到,但黑洞会释放出X射线,这样我们就可以探测到黑洞的存在了。 美国宇航局戈达德太空飞行中心研究员斯科特目前正在着手准备高空氦气球的启动,气球的为超薄材质制造而成,然后通过软管加压,形成蘑菇状,内部容积大约为113万立方米,垂直高度可达到274米,气球末端连接着X射线望远镜,吊篮高度为3米左右。释放过程其实非常危险,如果太早释放,气球还没有足够的升力的话,望远镜就会摔到地面上,因此斯科特需要对释放过程进行详细规划。如果天气允许,两天之内高空氦气球就会放飞,NASA会进行全程直播。高空氦气球可抵达3万米以上的高度,这里的环境有助于对宇宙黑洞的观测
火星上被误解的11个神秘物体:其实都是错觉 火星上有生命吗:尽管一些证据表明火星上的水曾诞生过生命,但我们对于外星人的搜寻仍然一无所获。当然这并没有阻止人们查看美国宇航局探测车及其探头拍摄的照片,照片上的物体酷似各种物体。心理学家表示,人类大脑会本能地在照片中寻找想象中的某种模式、意义,甚至面孔,这种现象被称为幻想性视错觉。1、火星人面孔:没有比这张照片更经典的了。海盗1号宇宙飞船1976年拍摄到这张“火星人面孔”,从那以后它就开始出现在电影和电视节目里。1998年火星全球探测器从它上空飞过并拍摄到了较为清晰的照片,从此揭开了它的真面目:那只是一块高地。2、妇女:当2007年勇气号火星探测器捕捉到这个人的形象时,外星人爱好者希望它最终可以成为火星上存在外星生物的一个信号。但科学家的结论是,它还是块石头!3、蜥蜴:美国宇航局好奇号在2013年1月拍摄到了这个可爱的小东西。这块石头看起来确实非常像一只蜥蜴,它有尾巴、有垂肉,甚至还有一只眼睛。但人们再一次证实这只是块石头4、手指:这个“手指”是在2012年被好奇号拍到的。明显可以看出它很像人的一根手指,甚至都能看到手指甲。但是这是块石头!5、火星鼠:火星鼠是在好奇号2013年3月拍摄的一张照片里发现的。这只老鼠在网上卷起了一场风暴,甚至有了它自己的微博账号。它是石头还是只精通科技的老鼠?告诉你,它只是一块石头。6、股骨:上个月,外星人爱好者声称他们在火星照片上找到了一根“股骨”。但是我们看到的事实上是石头。7、头骨:这个酷似头骨的东西是在2006年勇气号火星探测器拍摄的照片中找到的。在随后的照片中还发现了类似的“头骨”,包括一只鸟和一头霸王龙的头骨,甚至还有一颗“外星人头骨”。最后的结论是它们全都是石头!8、神秘的甜甜圈:2014年2月一块酷似果冻甜甜圈的石头神秘地出现在了机遇号的探头前,每个人都很好奇它是怎么出现的。是不是外星人警察在休息的时候扔下来的?美国国家航空和宇宙航行局称,这块石头是机遇号弹到路上的。9、头盔:这个“头盔”或者“圆顶礼帽”是博客人在好奇号2013年拍摄的照片中发现的。看了这么多,我估计你们肯定知道我想说什么了:是的,这还是一块石头!10、门把手:这个看起来很有金属质感的神秘物体出现在好奇号2013年拍摄的照片中,它看上去就像从外星人门上掉下来的。但美国宇航局证实,这只是一块被风化的硬石头。11、花:这朵“花”出现在2012年好奇号拍摄的照片里。这绝对不是生物,但是行星学家艾琳·英斯特曾表示她也很难辨别它是什么。
外星人或存系外行星卫星之上:可能的生命天堂 北京时间9月15日消息,据英国《每日邮报》报道,今天距离人类发现第一颗围绕另外一颗类太阳恒星运行的系外行星已经过去了将近20年的时间。自那以后,这一方面的研究已经取得了巨大的进展,我们已经找到了超过1000颗系外行星。 然而在我们在茫茫宇宙中寻找生命的道路上,一些专家开始提出不同的观点,他们指出,最有可能找到生命的地方,可能并非是那些大行星,而是那些位于宜居带中,围绕这些行星运行的卫星。 对于那些一心想着要找到宇宙中生命的人来说,尽管我们已经找到了那么多的系外行星,但他们内心的感觉是复杂的:这些找到的系外行星中的大多数都被证明是体型巨大的气态行星,不适宜生命生存,并且它们的运行轨道通常都非常接近恒星,这导致其大气温度极高,环境条件恶劣异常。 然而幸运的是,拜不懈的努力以及技术进步所赐,科学家们开始找到更多与地球相似,由岩石构成的行星,其中有些甚至位于宜居带范围内,因此可以认为液态水是可以在这些行星的地表存在的。 但天文学家们的目光同样开始投向另外一个可能的生命天堂——那些存在于系外行星周围,围绕它们运行的天然卫星,也就是所谓的“系外卫星”。 考虑到搜寻系外行星所遭遇的巨大技术困难,要想找到那些比行星还要小得多的系外卫星听上去几乎是不可能做到的,但正是这样的困难,吸引了美国哈佛大学史密松天体物理中心的大卫·基平(David Kipping)博士的兴趣。 他说:“我们的兴趣更多的源自一种激动人心的前景。我想挑战一下构建相关模型,这几乎就跟人们挑战珠峰的动机是一样的。”他表示:“一直到2009年,我们还只不过刚刚开始利用凌星法探测到一些系外行星——就在那一年,美国宇航局的开普勒空间望远镜发射升空,专门用于探测围绕其他恒星运行的,大小与地球接近的系外行星。于是我们不禁想知道,既然我们能探测到较小的岩石行星,那么我们也应该可以找到那些岩石卫星。” 具有讽刺意味的是,那些最常见的卫星类型,也就是那些围绕气态巨行星运行的卫星,同时也是最难以进行确实的探测工作的。尽管它们本身的规模可能比较大,但相比它们围绕运行的巨大行星,它们就会被完全淹没,它们的质量根本就难以对质量巨大的气态巨行星构成明显的扰动影响。基平博士表示:“当然它们的体型质量都是挺大的,因此或许我们可以看到它们造成的恒星轻微亮度下降,但它对系外行星造成的引力影响则将会非常微弱。” 基平博士对于未来找到与地球相似的系外行星以及它们的卫星仍然充满信心,他表示:“我对此仍然保持乐观,我们或许可以在未来一到两年内便可以找到这样的目标。我难以相信大自然没有制造出大量的卫星,大自然有着远比我们更加远大的想象力,这是已经被过去的事实一次又一次证明了的。”在太阳系中,有几个星球拥有可能孕育生命的环境条件,如木星的卫星木卫二以及土星最大的卫星土卫六。现在,科学家们认为在太阳系之外,在其他行星系统中也有可能存在类似的情况开普勒空间望远镜,2009年发射升空,它是首台专门设计利用凌星法探测系外行星的空间设备。它会不间断监视某一天区,观察那极其细微的恒星亮度变化,这是当行星从恒星面前经过时遮挡恒星光芒而导致的
科学家称人类将在2050年进化成新种群 北京时间9月15日消息,据国外媒体报道,全球大脑研究所研究员卡德尔-拉斯特表示人类将在2050年进化成一个全新的种群。这种进化是全新的技术、行为和自然选择的结果。他指出人类正在经历一个重大的进化过渡时期。在发表于《现代衰老学》杂志(Current Aging Science)的论文《人类进化,生命史理论和生物学繁殖终结》中,拉斯特详述了他的研究。 拉斯特表示在不到40年时间里,我们的寿命将大幅提高,要孩子的时间向后推迟,日常琐事将借助人工智能完成。这是一次巨大变化,能够与猴子变成猿,猿变成人类相提并论。拉斯特说:“步入80岁或者100岁后,你的生活将与你的祖父母截然不同。”他认为未来我们的大部分时间将生活在虚拟现实当中。 一些进化学家认为2050年人类的寿命最高可达到120岁。美国知名商业和技术新闻博客网站Business Insider的克里斯蒂安-斯特本兹报道称,拉斯特认为人类的性成熟时间将推迟。生命史对这种现象进行了论述。这一理论旨在解释自然选择过程如何影响生物生命中的一些关键事件,例如繁育下一代。根据这一理论,随着大脑体积的增加,生物体需要更多能量和时间发挥全部潜能,用于繁殖的能量减少。 拉斯特表示未来的人类并不是“短寿早逝”,而是“长寿晚逝”。他在接受英国媒体采访时说:“当前的世界混乱不堪。但危机中同样存在机会,天启也是蜕变的开始。我认为人类创造的新世界将比当前的文明更加先进、平等,物产也更丰富。在我看来,新世界将与当前的世界截然不同,因为当前的世界源自于中世纪世界。生物钟不会永远运转下去,未来的人类能够借助先进的技术让生物钟暂停一段时间。” 这种变化正处在进行时。目前,英国妇女首次分娩的平均年龄已经提高到29.8岁。在1970年的美国,35岁以上妇女生下的第一胎的比例只有1%,2012年增至15%。拉斯特表示:“随着国家在社会经济方面不断取得进步,越来越多的人,尤其是妇女有机会参与文化再生产。” 除了单身时间延长外,拉斯特还认为人工智能将在未来扮演重要角色,从事一些对技能要求较低的工作。他说:“未来,我们的大量时间可能在虚拟现实中度过。绝大多数人是否意识到这种可能性所能产生的影响,我本人并不确定。”有研究指出到了2050年,一名35岁的普通男白领将长着红眼睛,更小的阴茎,更大的大脑。此外,他还拥有更出色的语言能力同时借助生物植入物提高工作能力根据拉斯特的预测,到了2050年,人类的寿命将大幅提高,机器人将从事对技能要求较低的工作,妇女将进一步推迟生育年龄并且有更多时间参与文化活动全球大脑研究所研究员卡德尔-拉斯特表示人类将在2050年进化成一个全新的种群。在不到40年时间里,我们的寿命将大幅提高,要孩子的时间向后推迟,日常琐事将借助人工智能完成。这是一次巨大变化,能够与猴子变成猿,猿变成人类相提并论
新发明改变光子运动轨迹:量子计算机或不遥远 美国普林斯顿大学研究人员近日设计出一种装置,可以让光子遵循实物粒子的运动规律。 以此为基础,量子计算机的诞生或许不再遥远。研究人员制作出一种超导体,里面有1000亿个原子,在聚集起来之后,众多原子如同一个大的“人工原子”。科学家把“人工原子”放在载有光子的超导电线上,结果显示,光子在“人工原子”的影响下改变了原有的运动轨迹,开始呈现实物粒子的性质。 美国普林斯顿大学研究人员近日设计出一种“人工原子”,可以改变光子的运动轨迹。例如,在正常情况下,光子之间是互不干涉的,但是在这一装置里,光子开始相互影响,呈现出液体和固体粒子的运动特性,光子的这种运动“前所未有”。 现存的计算机是基于经典力学研发而成的,在解释量子力学方面有很大局限性。量子计算机(quantum computer)是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。研究人员称,在改变光子的运动规律之后,量子计算机的发明也许不再遥远。
(话题) 如果你足够年轻,你今生会看到超新星爆发 虽然天文学家估计银河系中每几十年就有一颗恒星爆发,银河系中已知最近一次超新星爆发,发生在约146年前。在此之前,银河系内已知最近一次超新星大爆发发生在1680年,至今未见恒星爆发。下一个大质量恒星坍缩的最初信号应该是中微子,非电磁辐射。 按照时间推算,也许再过十几年,或者几十年,我们就能亲眼目睹银河系内的超新星爆发,由此发出的中微子,将为恒星死亡的物理过程提供前所未有的信息。如果你现在足够年轻的话,就请你耐心等待我们银河系内的超新星爆发吧。
(话题) 自主意识不存在? 每个人或许都下意识地认为,我们的每个动作,每次行为,都是由自己的大脑在控制,但实际上,一些神经科学家和心理学家告诉我们,所谓的自主意识其实只是一种“幻觉”,在很多时候,操纵我们行为的,都是无意识的思维。你感到自主意识存在吗?
(话题) 地球是否独一无二? 大约500年前,哥白尼提出了自己的理论——日心说,那时我们就清楚认识到,地球并不是宇宙中心,只是一个平凡而渺小的存在。但地球环境的特性,又让我们有充足的理由认为,地球及其生命是特殊的。我们该如何认识自己在宇宙中的意义?地球是否独一无二?
近半恒星系内有两颗“太阳” 可能存在过渡场景 想象您生活在一个有两颗“太阳”的外星世界吧。一颗“太阳”沉入地平线时,另一颗“太阳”从地平线上升起,黑夜永不降临。美国的一项新研究认为,这样的外星世界可能比专家此前了解的更为常见,可能近一半的宇宙恒星系都有两颗类似于太阳的恒星。 两颗恒星相互绕转的双星系统较为普遍,但研究人员一直不清楚拥有行星的恒星是否也会与另一颗恒星相互绕转,也不清楚这种双星系统中的行星是否会受影响。 美国南康涅狄格州立大学研究人员埃利奥特·霍希领导的研究团队,利用位于亚利桑那州南部基特峰上的WIYN望远镜和位于夏威夷冒纳凯阿山上的天文望远镜,对目标恒星周围区域进行分辨率极高的观测,这种观测可以发现某恒星附近与其相互绕转的另一颗恒星。 研究表明,在拥有行星的恒星中有40%到50%都是双星系统,这一比例比科学界此前估算的结果要高得多。 研究人员还表示,在某些有两颗“太阳”的恒星系中,很难确定其行星到底围绕哪颗“太阳”运行。例如在一些双星系统中,两颗恒星彼此靠得很近,而绕转的行星距它们非常远。另一些双星系统中,两颗恒星间隔遥远,行星只绕着其中的一颗恒星运行。 “在这两种场景之间,可能还存在某种过渡场景”,参与研究的美国航天局艾姆斯研究中心的史蒂夫·豪厄尔说,“但我们还远不清楚这种过渡场景的具体情形。”
木卫二或拥有太阳系中独一无二的冰壳板块 [摘要]约翰·霍普金斯大学的科学家们推测木卫二下方可能存在巨大的冰壳板块,板块之间有可能存在冰水物质混合的区域。 据国外媒体报道,木卫二是一颗木星的卫星,科学家认为这颗卫星上很可能存在生命,因为木卫二存在巨大的冰层,是个冰封的世界,在木星潮汐力的作用下可形成内部热源,科学家推测木卫二上某个深度应该存在液态的水冰混合物,甚至可能存在游泳生物。近日,一项新的研究进一步加深了科学家对木卫二的理解,探测器的数据显示木卫二下方可能存在巨大的冰壳板块,如果这个发现被证实,那么木卫二与地球就更加相似了,是太阳系中除了地球之外唯一存在板块构造的天体。 来自爱达荷大学的研究人员西蒙认为从科学或者地质学的角度看,这是非常不可思议的,地球虽然拥有板块结构,但是在太阳系内并不是唯一的,木卫二上也有可能存在板块结构,更令科学家感到好奇的是,木卫二冰壳板块并不是岩质的,而是由冰构成,这可能是太阳系中独特的天体结构。不久前,科学家还在木卫二的南极地区发现了羽状物质喷射,这个发现对天体生物学家而言非常重大,因为我们有机会接触到木卫二厚厚冰层下方的液态物质,可由这个通道间接推测木卫二是否存在生命。 约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的科学家负责本次调查项目,研究人员通过比对伽利略探测器在十多年前发回的照片对木卫二进行研究,在1995年至2003年间,美国宇航局的伽利略探测器对木星及其卫星系统进行了探测,并发回大量与木卫二有关的照片。研究人员通过这些图像重建了木卫二表面地形分布,面积大约为13.4万平方公里,接近亚拉巴马州的大小,随着时间的推移,科学家还发现木卫二表面存在一些变化。 对于木卫二冰壳板块,科学家观测到一个巨大区域的移动,由此联想到地质板块的运动,事实上也称为板块滑动,这也暗示了木卫二内部存在相当的能量源,可能与木星强大的潮汐力有关,在板块边界附近有可能存在水冰物质混合的区域,这里也是科学家非常感兴趣的地方,因为液态水环境对生命而言非常重要,这里可能生存着可在水中生活的地外生命。木卫二表面分布着厚厚的冰层,我们可以看到冰层上出现了许多道裂缝
霍金警告称 “上帝粒子”极端情况下恐摧毁宇宙 据台湾“中央社”9月7日报道,全球知名物理及天文学家霍金警告,俗称“上帝粒子”的希格斯玻色子(Higgs Boson),在极端状况下确实有可能摧毁宇宙,该言论引发部分科学家的关注。 据《澳洲人报》报道,霍金认为,在极高的能量水平上,希格斯玻色子可能突然变得不稳定,因而出现“灾难性的真空衰减”(vacuum decay),导致“时间及空间崩溃”。 他强调,这类灾难发生的可能性相当小,然而,这种可能性存在的事实却令人兴奋,因为这意味着有个全新的物理学领域。 霍金在下月推出的新书《Starmus》序言提出这项论点,新书内容包括著名宇宙论者和天文学家首次在同名科学会议中的演说。 霍金在序言中说:“在1兆亿电子伏特的能量水平上,希格斯玻色子可能出现令人忧心的特征,也就是可能成为介稳(metastable)状态。” 他说:“这意味着宇宙可能经历灾难性的真空衰减,一个真真空‘泡泡’会以光速膨胀,而这随时都有可能发生,但我们不会察觉到。” 据报道,其他科学家可能对霍金的言论表示关切,原因并非认为他是错的,而是担心这可能让纳税的大众陷入恐慌,影响资助研究上帝粒子的经费。图为霍金2006年参观大型强子对撞机的情形。数年之后,希格斯玻色子被科研团队发现。
量子物理模拟时间旅行破解“祖父悖论” [摘要]物理学家通过对量子物理学研究发现,我们可以通过量子物理来解决祖父悖论的问题,这是一个物理学上最怪异的思想实验之一。 如果你可以回到过去杀死你的祖父,事情将会怎样?可揭示量子力学的一种量子模型破解了这一窘境,甚至破解量子密码学。 当你处于封闭类时曲线中,你过完今天,才会有明天。而当你进入封闭类时曲线后,明天就意味着今天的结束。 2009年6月28日,世界著名物理学家史蒂芬•霍金在剑桥大学举办了一场宴会,宴会上有气球、饭前点心和冰镇香槟。每个人都收到了邀请,但却无一人出席。情况和霍金预料的差不多,因为他是在宴会结束后才发出的邀请。他说,这是“为未来的时间旅行者举办的一次欢迎会,”是为了证明他2009年的一个推测——人类实际上不可能回到过去,而进行的一次玩笑实验。但霍金可能错了。近期,研究者已经从数学角度为时间旅行的可行性提供了初步证据。该研究触及到了我们对宇宙认识的核心。时间旅行绝不仅仅是科幻小说的一个主题,解决这个问题将对基础物理学和一系列如量子密码学、计算机技术等实际应用产生深刻影响。 时间旅行这一推测来源于一个事实,即即便是最无懈可击的物理理论也没有说我们不可能回到过去。根据爱因斯坦的广义相对论,回到过去的可能性是存在的。在广义相对论中,引力被描述为由能量和物质导致的时空弯曲。强大的引力场,如旋转黑洞产生的引力场,理论上可以彻底改变世间万物的构造,使时空自动反弹回去。如此便产生了“封闭类时曲线”,简称CTC,即人们可以穿越回过去的一个封闭圈。 量子物理学的建立被认为是上个世纪最成功的理论之一,经过几位量子大师的完善后该理论至今已经演化了一百多年,虽然多数科学家认为量子物理学引领着物理学的发展方向,但是该理论衍生出许多奇特的宏观解释,并导致许多悖论性的问题出现,与此同时该理论却又符合当前的实验结论,这正是量子物理的神奇所在,看似模糊性的解释却能够真正解决问题。一些物理学家认为量子物理甚至可以解决物理学史上最怪异的思想实验:祖父悖论。 祖父悖论的形成起源于时间旅行存在特殊的解,也意味着我们有可能回到过去,但是如果我们回到过去并将你的祖父杀死,那么你在时空中处于何种位置?从逻辑上讲这不可能出现,如果你的祖父杀死了,那么你的父亲也不可能出现,于是你就不会来到这个世界上;换个说法,如果你不会来到这个世界上,那么就意味着你的祖父不会死,因为除了你之外没有人会去杀死他,回过头来再看,如果你的祖父没有死,为什么你就不会出现呢?于是这个问题进入了不可调解的死循环。 悖论形成的前提是你有机会回到过去,也就是说时间旅行一旦出现,那么你和你的祖父之间就出现说不清道不明的关系,物理学家认为量子物理可以解决这个问题,虽然我们不能进入封闭类时曲线回到过去,但是建立在量子物理基础上的理论认为可以通过量子叠加提供一个既可以进行时间旅行,又能消除悖论矛盾的解,回到过去的光子可以在任何时候都处于叠加的状态,有些会与事件产生冲突,有些则不会,这样悖论就有可能被避免。 对于物理学家而言,这就像一个电子存在的轨道位置服从概率分布那样,电子并没有固定的轨道,只不过它在这个位置出现的概率更大而言,同理叠加状态时我们也可以通过概率理论来避免进入悖论。量子物理中的粒子行为提供了开放和闭合的可能性空间,在开放的空间中,悖论问题就有可能得到解决。量子物理或可解释物理学上怪异的祖父悖论
少用脑,更机智 我们的大脑只开发了10%?天才的艺术家、科学家们比我们更有创造力是因为他们大脑的使用率更高吗?事实并非如此。大脑若像电影情节中一般疯狂运转,那你一定是中风了。 7月份上映的《超体》(Lucy)又给了科学家和记者们一个对公众进行科普教育的机会,告诉大家我们的大脑并非像传说中的那样,只开发了10%。实际上我们头盖骨里那三磅多重胶状物的各个部分皆各司其职,而非一个空有百万兆容量却没有文件的硬盘。 不过平心而论,作为执导过《尼基塔女郎》的著名导演,吕克•贝松想必是知道这一事实的。但他依然选择在这个说法的基础上展开情节,其实就像乔治•卢卡斯电影里的宇宙船能以超光速飞行一样,在电影艺术中,这并无可厚非。倒是那些指手画脚的评论文章,本可传播一些更具建设性的知识。例如告诉公众,其实关闭大脑的某些功能才是增强认知能力的正道。 达罗•A•特雷费特撰写的《大脑创伤,造就“天才”》讲的就是因为脑部受伤、中风或其他意外事故,突然用手超出常人的艺术或才智方面的天赋。这个病征被称为后天学者综合征。据文章介绍,通过经颅直流电刺激(tDCS)这项新技术,可以促使某些正常人在短期内,出现学者征的某些症状。在遭遇意外事故或外来刺激时(这些刺激有时被讽刺地称为“赶牛棒”),大脑中的某些神经通路实际上是被加强了,以致那些原本并不那么活跃的大脑活动,成为了神经交响乐团中的独奏。 或许你会想,要是我们试图增强大脑中更多通路,而继续加大电流,这时会发生什么情况?我只能说这并不是个好主意。2011年有一部可怕的电影叫《永无止境》(Limitless),讲的就是原本一事无成的人,因为吃了一款名为NZT的新药物而变得无比聪明。这部片子上映前我曾针对上述问题写过一篇文章,其中有一段是这样的: 假设通过服用类似NZT的药物,你的大脑每秒都全负荷工作,所有的神经通路都疯狂运转,那么接下来,你会变成戈登•盖柯(电影《华尔街》中的金融家),爱因斯坦还是毕加索?答案是都不是。事实上,由于身体所有机能都提升了,你会变得饥肠辘辘,性欲亢进,连在跳伞时都不能停止发微博。这还是最好的情况。更坏的情况是,兴奋性神经递质的大量释放,会引发所谓的“兴奋性中毒”。大脑的神经通路会像中风一样一个接着一个大面积地损坏。夸张点说就是,你的脑袋会爆炸。图片来自电影《超体》
宇宙里的“随手拍”:国际空间站中看地球 俄罗斯航天局的宇航员、国际空间站的随航工程师Oleg Artemiev从宇宙中拍摄地球照片,展现地球的奇幻美丽。阿贝特湖灿如琥珀加那利群岛中的拉帕尔马岛撒哈拉沙漠德国科隆锡纳马里河旁的水库巴西首都附近的种植园台风“浣熊”靠近日本海岸太空行走之后脱下宇航服国际空间站庆祝青年节南美洲上空的云南美洲秘鲁新西兰的火山马达加斯加傍晚海洋上的云彩轨道上的黎明博斯普鲁斯海峡和伊斯坦布尔
如果黄石公园超级火山爆发释放灰尘将至纽约 [摘要]科学家最新研究显示,如果黄石公园地下火山喷发,将形成一场巨大灾难,喷射出灰尘能够蔓延至纽约。 据国外媒体报道,占地5632平方公里的黄石公园是美国的著名旅游景点之一,但是它也潜在着巨大威胁,黄石公园地底下潜伏着地球最具破坏力的超级火山。最新研究报告显示,一旦这处超级火山喷发,释放的火山灰能够抵达纽约。 黄石公园地下火山曾在7万年前喷发过,目前,一些业余预言者看到了一些“前兆”——今年3月一次地震中黄石公园温泉和喷气孔释放出不同寻常的氦气,同时,人们观察到野牛冲出黄石公园边界。 美国地质勘探局黄石公园火山观测站的科学家指出,人们不必对此担忧,黄石公园地底下不会出现任何不同寻常的事情,几个世纪之内也不会喷发火山。但是这个超级火山最终会喷发,未来这将引发一场灾难,喷射的火山尘埃将像地毯一样覆盖洛基山脉,厚度可达到几米厚,释放大量灰尘微粒至整个国家,甚至灰尘会抵达纽约和华盛顿等距离较远的城市。 这项预测分析是基于美国地质勘探局一项计算机模型实验获得的,详细内容发表在最新出版的《美国地质联盟》杂志上。 科学家计算显示,火山喷发的灰尘超过330立方公里,大约是1980年圣海伦火山喷发火山灰的850倍。火山灰将通过一个伞状灰尘云释放出来,以各个方向分散。 火山喷发形成的灰尘云将临时导致航班中断飞行,破坏北美洲的电子通讯,使道路光滑,变压器短路,吸入灰尘微粒会危害人们的呼吸系统。同时,这也造成一些长期影响,会导致美国中西部牲畜和农作物产量严重减少。火山喷发释放的大量灰尘还会几年时间内短暂地降低全球气温,这与1816年坦博拉火山喷发十分相似,当时导致6月份出现降雪。 美国地质勘测局黄石公园火山观测站主管雅各布-洛温斯藤恩(Jacob B. Lowenstern)解释称,一场超级火山喷发会出现明显的前兆信息,例如:地面变形和多种地震前兆。最新研究显示,如果黄石公园地底超级火山喷发,将喷发大量火山灰尘,很可能蔓延至纽约、华盛顿等较远的城市。
科学家观测到1150万光年外“恒星死亡” 据国外媒体报道,宇宙中的白矮星被认为是低质量恒星演化的产物,一些白矮星会演变成Ia型超新星,现在天文学家首次证明白矮星被重新“点燃”,并发生了爆发,放射性元素通过该过程产生了独特的伽玛射线。科学家认为这是我们第一次捕捉到类似的现象,宇宙中出现这样现象还是非常罕见。白矮星相当于1.4倍的太阳质量“挤入”地球差不多大的空间内,本次观测到的白矮星爆发来自欧洲空间局的伽玛射线天文台,科学家将这一过程分为两个部分,第一个是白矮星重新被“点燃”,第二个过程是超新星爆发。根据观测数据,欧洲空间局科学家认为目前有确凿的证据显示白矮星内部发生热核反应。来自莫斯科太空研究所和马克斯普朗克天体物理学科学家认为我们等待这一发现已经超过了十多年,尽管Ia型超新星在宇宙中是非常常见的,但是平均每个星系出现Ia型超新星爆发事件仍然较少,根据科学家的估计,Ia型超新星出现一次大约相隔数百年的时间,因此我们从发现Ia型超新星迹象到确认爆发都需要一定的运气。2014年1月21日,伦敦大学学生米尔·希尔在M82星系附近观测到这颗超新星,随后被命名为SN2014J,根据Ia型超新星的爆发模型,碳和氧元素将促进核反应的发生,并很快形成镍元素,进而迅速衰变成放射性钴,最后可得到较为稳定的铁。SN2014J超新星距离地球大约1150万光年,也是最近几十年发现的超新星之一,科学家通过超新星爆炸产生的余波评估其规模。科学家认为在超新星爆发后的50天左右,可以观测到比较明显的碎片结构,此时也可以开展细节的调查,比如白矮星是如何被引爆的。科学家发现在爆发后的15天就出现了放射性镍衰变,并释放出了伽玛射线,这个结果令科学家感到惊讶,因为此前我们对Ia型超新星的研究表明,爆发产生的碎片会非常致密,以至于来自放射性镍衰变的伽玛射线会被“掩盖”。当我们探测到这些惊人的信号时,甚至认为这可能是错误的。
什么照亮了宇宙:科学家追踪宇宙紫外光来源 北京时间8月28日消息,据物理学家组织网站报道,美国加州大学洛杉矶分校的一项最新研究显示我们或许即将揭开宇宙中紫外光的起源,从而帮助科学家们理解星系是如何诞生的。 有关这项研究的论文发表在近日出版的《天体物理学快报》上,作者是加州大学洛杉矶分校的宇宙学家安德鲁·波岑(Andrew Pontzen)博士以及哈拉杨·佩里斯(Hiranya Peiris)博士,合作者中还有来自普林斯顿和巴塞罗那大学的研究人员。他们的这项研究证明,即将开展的新型巡天观测将会最终揭开照亮宇宙之谜。 ★宇宙光亮之谜 这项研究的第一作者波岑博士问道:“在一个国家里,什么地方产生了最多的光亮?是这个国家最大的城市,还是那许许多多的小城镇?”答案是后者——城市很明亮,但小城镇的数量巨大。理解这其中隐藏的微妙平衡将有助于我们揭开宇宙的组织学奥秘——对于宇宙,我们提出了一个相似的问题:浸淫宇宙的紫外光,它们主要来自那些较为黯淡但数量众多的星系,还是那些数量稀少但极其明亮的类星体? 类星体是宇宙中最为明亮的天体,它们巨大的亮度是由大量气体尘埃物质被卷入其中央黑洞之前在吸积盘中高速盘旋下落时产生的。一个星系内部可以含有数千亿颗恒星,但相比类星体,其亮度仍然要黯淡得多。了解那些数量众多的小型星系,其亮度是否可以盖过那些数量较少但极其明亮的类星体,对于理解宇宙如何形成今天的恒星与行星体格局具有重要意义。这同样也将帮助科学家们更合理地校正今天我们对暗能量的观测数据,暗能量被认为是造成宇宙加速膨胀的元凶,因而也决定着宇宙的未来命运。 此次这项研究中所采用的方法事实上此前便已经被天文学家们广泛采用,在这种方法中,类星体被用作理解空间的“宇宙灯塔”。类星体巨大的亮度让它们即便在极其遥远的距离上也能被观测到,实际上即便两者相距可观测宇宙直径的95%,我们仍然可以观测到类星体发出的光亮。研究组认为,这些光线从极其遥远的距离抵达地球,如果对它们与沿途氢气气体之间的相互作用进行研究,或许可以揭开照亮宇宙的光线来源之谜,即便最后的结果发现这样的源头实际上并非类星体也同样可以进行。 在宇宙中存在两种类型的氢气——一种当然就是普通的电中性的氢,而第二种则由于紫外线的照射而带上了电荷。这两种氢气团之间的差异可以借助一种特别的光线波段予以识别,也就是所谓的“莱曼-α”波段,这一波段只会对中性氢发生吸收。科学家们可以借助这一莱曼-α吸收特征的手段来了解宇宙中中性氢的分布情况, ★时间胶囊 由于所研究的类星体距离远在数十亿光年之外,它们本质上都是一颗颗的时间胶囊:对它们的光线进行观察,将帮助我们了解宇宙在遥远过去时的情景。这样的观测也将告诉我们在数十亿年前,当宇宙正在大量产生星系之时,中性氢在宇宙中是如何分布的。 如果结果显示中性氢气体的分布是均匀的,那么这将说明大部分光线的来源是大量的星系,而如果这种均匀程度更低,则表明那些类星体将是这些光线的主要产生者。 然而目前的类星体样本数量还太小,不足以支持进行全面的分析以区分这两种情形。不过眼下正在规划的几个巡天观测项目或许将帮助科学家们找到问题的答案。 在这些规划中的方案中,有一项名为“暗能量分光设备”(DESI),按计划它将对超过100万个遥远的类星体进行观测。尽管这一项目的设计目的是想通过观测遥远的类星体来了解暗能量对宇宙膨胀的加速作用,但最近的研究表明这一项目也可以被用于测算光线传播途中与周遭气体云团之间的相互作用效应。同样的,DESI得到的数据中分布的均匀程度也将揭示宇宙中光线的产生主要是来自“少数大城市”(类星体)还是“大量小城镇”(星系)。 研究论文的合著者哈拉杨·佩里斯表示:“这件事令人惊讶——在星系逐渐形成今天模样的过程中,究竟是什么发出的大量紫外辐射弥漫于宇宙?这项技术将让我们在这一宇宙历史的关键时刻掌握有关宇宙星系间环境的新的切入口。” 波岑博士表示:“这是一个好消息。DESI将为我们提供有关宇宙中早期星系的无价资料,那些星系太过遥远也太过暗弱,我们永远不可能直接对它们进行单独的观测。而一旦这些隐藏在数据中的信息被理解,研究组就能在分析时将其考虑进去,并且不会影响项目旨在研究暗能量本质的高精度宇宙膨胀率数据测量工作。这一案例展示了类似这样大型的,雄心勃勃的项目将如何得到丰盛异常的数据地图用于进行探索。我们现在正在尝试了解,从这些数据中我们还将能够挖掘出哪些珍贵的宝藏。”这是一个计算机模拟结果,显示的是在大尺度上(直径5000万光年)早期宇宙中光线是如何传播的。天文学家们相信他们很快将能够判断这一计算机模拟的结果是否正确地描述了真实宇宙中的情景
你未必知道的有趣真相 1、满头的头发能够承受住两头大象的体重。2、在金字塔建造时,地球上仍生活着猛犸象。3、舌头也像手指一样,拥有独一无二的“舌纹”。4、俄罗斯的地表面积略大于冥王星。
你应该知道的闪电五大秘密 1、闪电是极热的: 闪电是一种令人震惊的自然现象,毫无疑问它是大自然不容忽视的一种惊人力量。一道闪电能够将它周围的空气加热到华氏5万度,这个温度比太阳表面温度的五倍还要高。2、闪电并非仅仅来自于雷暴 闪电放电也能够出现在飓风、龙卷风、火山喷发等自然现象中,甚至尘暴和暴风雪中也会出现。3、即使你在风暴半径范围之外,你也未必就能躲过闪电的袭击 闪电通常能够在风暴中心3英里(约4.8公里)半径范围内出现,甚至能够在远离中心10到15英里(甚至更远)的地方出现。因此,即使你远离任何云彩,你仍然有可能被来自天空的一道闪电击中。4、你一生中被闪电击中的几率大约为1/3000 虽然受害者有可能在闪电袭击中存活下来,但他们通常会遭受严重而且持续不断的伤害,比如灼伤、大脑损伤甚至是性格改变。5、据估计,每秒钟大约有100道闪电击中地球,其中约70%都出现在热带地区 云地闪电大约只占闪电总数的25%,云间和云内闪电更加常见。 闪电有许多类型,比如球状闪电、带状闪电、火箭状闪电还有超强闪电,超强闪电的亮度通常是普通闪电的100倍。
欧空局卫星拍摄地球壮观地貌 1、黄河裹沙入海:中国华北地区,黄河带着大量泥沙入海。2、北极圈:左边为新地群岛;右边为俄罗斯。3、北极上空云群横扫:图中右下角为丹麦,上部为挪威。4、格陵兰岛的冰盖:白色的小点是冰山。5、华盛顿的农田:美国,华盛顿地区起伏的农田6、奥卡万戈河:从安哥拉流往博茨瓦纳的奥卡万戈河,图中白线标记为纳米比亚和安哥拉的国界。7、纳米比亚沙漠的山丘:蓝色和白色的部分是乔彻伯河干枯的河床。8、魁北克清水湖:加拿大魁北克地区,清水湖。9、亚马逊河穿过丛林:巴西北部,亚马逊河穿过丛林。图中丛林被加上了粉红色,颜色越深则表示丛林越浓密。10、密西西比河三角洲:粉红色的是森林,蓝绿色的是冲刷入海的沉淀物。11、奥卡万戈三角洲:非洲,博茨瓦纳的奥卡万戈三角洲。图中的紫色部分是最主要的岛屿12、安纳托利亚高原中部:土耳其,安纳托利亚高原中部,图中右边是土耳其的第二大湖泊图兹湖。此时正值夏天,湖水退去,露出一层厚厚的盐。13、澳大利亚西部金伯利地区:左下角有罗利浅滩珊瑚礁;右上角是澳大利亚最大的人工湖——阿盖尔湖。14、卢旺达维龙加山脉:卢旺达,维龙加山脉,危险的活火山。
研究:万年前地球已变热 人类或非罪魁祸首 海平面上升、地表温度不断增高等温室效应的附带现象,现已成为人类社会的热点话题,同时也将过度的人类活动推上了风口浪尖。然而,据英国《每日邮报》8月13日报道,有新近研究表明,地球早在一万年前就已开始呈现变暖趋势,而该趋势与人类活动关联甚小。 20世纪以前全球气温到底是在上行还是在下行,一直都是广为争议的问题。美国威斯康星-麦迪逊大学大气和海洋科学系教授刘征宇(Zhengyu Liu)则试图通过他的研究来回答这个问题。 他表示,过往认为20世纪前地球在变冷的研究沿用了相反的地球冰心数据,因此结论是有误的。而在刘教授本人的最新研究中,他则认为在整个全新纪(我们现在所处的地质学纪元)中,地球一直是在变暖的。若以这个研究结果为基点,则可以说人类并不是导致全球变暖的罪魁祸首。 但我们依旧无法就此盖棺定论,因为科学界仍无法确定两方结论孰是孰非。刘教授表示,研究中存在许多矛盾——数据显示20世纪以前地球在变冷,但物理模型却表明地球在变暖。比方说,数据显示,在20世纪以前,大气二氧化碳浓度一直在上升,末次冰盛期的冰盖范围也在不断缩小,地表光照率、温室气体和冰川变化的数据都表明地球在变暖。 但《科学杂志》去年刊载的一项研究表示,根据地温计和生物震感阈测量器的测量,过去7000年来地球是在变冷的。刘教授说:“也许两方的结论都并非完全正确。” 即便如此,刘教授和他的同事们仍认为,在过去的一万年中,没有任何物理性力量强大到能够与全球变暖趋势相抗衡,但这也并不意味着不合理人类活动的“罪名”能就此被洗清。自20世纪以来,人类活动对全球天气变化的影响仍是不容忽视的。
英仙座流星雨如期而至 超级月亮难挡流星光彩 据国外媒体报道,12日晚上天黑下来的时候,世界各地的天文爱好者都在认真观测夜空,希望能有机会看一眼引人入胜的英仙座流星雨。尽管有云团遮挡,而且空中还有一轮“超级月亮”,但是夜空中每小时有多达100颗流星划过,这场流星雨还是为人们提供了一些令人惊叹的美丽画面。 英仙座流星雨每年8月发生,它是由斯威夫特-塔特尔彗星的碎片坠落到地球大气层里造成的。英国摄影师马修-鲍尔在13日凌晨流星雨达到峰值的时候,拍摄到他的第一张照片。当天早上英国夏令时2时30分,鲍尔设法在英国剑桥郡格雷厄姆十分清楚地看到美丽的流星雨。他说:“当时的天气条件并不太好,然而令人兴奋的是,我不但设法看到了美丽的光影展,而且拍摄到一张照片。当时月光仍很亮,因此发现并抓拍到流星比较困难。”美国宇航局流星体环境研究室的比尔-库克博士曾形容英仙座毫无疑问是流星雨中的“火球冠军”。他说:“我们看到的由斯威夫特-塔特尔彗星产生的火球,比任何其他母彗星都要多。” 另一张图片显示的是,2014年8月12日英仙座流星雨期间,在波斯尼亚中部新特拉夫尼克附近的马库尔杰考古遗址拍摄到的一颗流星划过夜空留下的光迹。与此同时,英国肯特郡摄影师罗伯特-卡尼斯在英国夏令时早上1时到4时之间,就通过延时拍摄方式,捕捉到300张照片。其结果用来合成一张图片,它显示的是这颗彗星(英国夏令时上午2时54分出现的带一条蓝尾巴的彗星)与其他恒星轨迹一起,在地球自转的作用下围绕北极星旋转。对那些在12日晚错过这次光影展的人来说, 13日晚上他们还有机会在英国、欧洲或者是北美邂逅美丽的流星。 大众天文学协会(Spa)流星部门负责人托尼-马卡姆鼓励天文爱好者们要保持乐观。他在该协会的网站上写道:“英仙座流星雨充满明亮的流星,因此在被月光照的很亮的夜空中,仍能看到很多流星。你只要背对着月球,有可能看到仙后座、仙王座和小熊座区域,就能将月光产生的影响降至最低。如果有可能的话,你可以设法用树或者是附近的建筑物把月球遮挡住。”在剑桥郡格雷厄姆的这个小村庄上空看到的英仙座流星雨。这张照片是由摄影师马特-鲍尔在13日凌晨拍到的这张令人惊叹的照片显示的是斯威夫特-塔特尔彗星从肯特郡上空经过时,留下的尾迹。在图片左上角看到的这颗彗星在英国夏令时上午2时54分出现,它带着一条蓝尾巴与其他恒星轨迹一起,在地球自转的作用下围绕北极星旋转8月12日早些时候拍摄的一张分次曝光照片,它显示的是在瓦勒-德尔-罗佐亚市附近的马德里北山脉看到的流星雨这张照片是由马特-鲍尔13日凌晨在剑桥郡格雷厄姆拍摄的。他说:“当时的天气条件并不太好,然而令人兴奋的是,我还是设法看到美丽的光影展,并拍摄到一张照片。当时月光仍很亮,因此发现并抓拍到流星比较困难。”美国宇航局8月12日把这张照片上传到网上。尽管当时挂在夜空中的“超级月亮”发出明亮的光线,但是英仙座流星雨的流星仍然很显眼这张英仙座流星雨的照片是由美国宇航局在8月12日与公众分享的。对那些在12日晚错过这次光影展的人来说, 13日晚上他们还有机会看到漂亮的流星雨2014年8月12日英仙座流星雨期间,在波斯尼亚中部新特拉夫尼克附近的马库尔杰考古遗址拍摄到的一颗流星划过夜空留下的光迹2014年8月13日,当地球从英仙座流星雨的碎片群里经过时,一道明亮的光迹划过夜空。每年当地球从斯威夫特-塔特尔彗星的碎片群中穿过时,就会发生英仙座流星雨从瓦勒-德尔-罗佐亚市附近的马德里北山脉看到的划过夜空的英仙座流星雨。由于拥有移动速度又快,又很明亮的流星,当英仙座流星雨在地球大气层里穿行时,它们经常会在夜空中留下长长的光迹和美丽的色彩。
科学家寻找外星人兴致勃勃,但政治家不给力 [摘要]资深天文学家塞斯·肖斯塔克认为银河系内存在大量支持生命存在的星球,因此外星生命存在的可能性很大,但政治家似乎对寻找外星人不感兴趣。 据国外媒体报道,搜寻地外智慧文明计划的资深天文学家塞斯·肖斯塔克称我们的银河系内拥有多达400亿颗行星,其中拥有生命的行星数量巨大,外星生物很可能是存在的,但我们的政治家对这项探索似乎不太用心,因为寻找外星生命需要花费大量的资金,要发射先进的空间望远镜来探测外星文明的信号,很遗憾目前大部分的观测都处于计划之中,很少能实现。 虽然我们一直在科幻电影中看到外星生命可能的模样,但是我们从来没有发现过它们,即便一些星球上可能存在液态水,外星生命的踪迹仍然不明朗。对于寻找外星生命的计划而言,低级生物存在的可能性更大,而高级文明的可能数量也不少,许多持怀疑态度的科学家认为地外智慧生命具有极强的攻击性,寻找此类外星文明会导致地球的灭亡。图中所示的为艺术家眼中的外星世界,目前普遍的观点认为外星智慧文明的存在需要恒星的光照和液态水,因此科学家几乎都在恒星周围可居住带上寻找外星生命的踪迹。 美国宇航局开普勒空间望远镜的观测发现,宇宙中充满了宜居世界,几乎每个恒星周围都存在行星,位于可居住带上的行星数量非常庞大,在过去的20年内,我们已经发现了数千颗系外行星,几乎可以认为一天就有一颗系外行星被发现。由于开普勒望远镜出现了故障,系外行星的观测步伐开始减缓,最新的数据分析表明,五分之一的恒星周围存在行星,比如大小与地球类似、表面温度接近地球环境的行星。 换句话说,银河系内可能拥有数十至数百亿颗与地球非常相似的行星,但我们目前的观测所发现的系外行星世界都是毫无生机的,这倒反衬了地球的存在是一个奇迹,地球拥有的动植物是其他星球上所没有的。虽然地球有其特殊性,但是科学家认为宇宙中与地球类似的星球数量仍然庞大,因为仅仅银河系内的宜居行星数量就达到数亿数量级,即便生命出现的概率很低,在庞大基数的前提下我们仍然可以得知银河系内拥有相当多的智慧文明。 到目前为止,我们只是在火星上寻找可能存在的生命,科学家希望发现生命化石或者现存的细菌,除了火星外,太阳系内还有几颗行星的卫星可能存在生命,但这些星球我们都没有深入探索,因为经费有限,许多前卫的探索计划仍然处于纸面上而没有付诸实施。艺术家眼中的外星世界,事实上我们的银河系内拥有庞大的宜居星球
神秘信号可能来自暗物质? [摘要]天文学家在观测本地星系团时发现一个神秘的信号,有研究人员指出这可能是暗物质的信号。 据国外媒体报道,天文学家发现在遥远的星系团附近存在一个神秘的信号,目前科学家对这个信号的解释仍然没有进展,由于信号强度非常微弱,因此有研究人员指出这可能是暗物质的信号。我们的宇宙中暗物质占据了相当大的一部分,其和暗能量一起构成了宇宙绝大部分的质能,暗物质的特点我们已经有所觉察,比如银河系周围就存在暗物质晕,暗物质可以通过引力作用与其他物质发生相互作用,我们知道暗物质的存在,但是并不知道其由什么样的粒子构成。 当我们观测星系团时,其周围可能充满了暗物质,如果周围的物质质量足够大,那么其的光线就会被扭曲,科学家就是通过这个方法来估算质量,但计算结果却暗示可见物质的质量无法匹配计算结果,暗示了这里还存在很大一部分无法被观测到的质量,这些物质就是暗物质。暗物质可以与外界发生引力作用,但我们察觉不到暗物质粒子的构成,根据目前我们对暗物质的研究成果,暗物质被认为是由非重子物质构成,由于这种物质不参与电磁辐射的相互作用,因此我们无法通过射电望远镜看到它们。 本次出现在遥远星团中的神秘信号主要以X射线辐射为主,具有特定的能量,似乎这里没有目前已知的反应过程,因此科学家推测其可能与暗物质有关。事实上星系可以通过引力作用形成星系团,比较著名的要数本地星系团,其中包含了银河系和仙女座星系,而本地星系团中还存在大约三十多个其他星系,因此其内部拥有较复杂的引力环境。 其中就存在庞大的暗物质群,科学家认为星系等“宇宙岛”周围弥散着大量的暗物质,星系与星系之间并不是虚空的,实际上充满了一些气体,其形成于数十亿年前的超新星爆发,因此我们通过X射线观测手段也能有所收获。哈佛大学史密森天体物理中心天文学家已经探测到X射线的信号,其存在不同的强度,其中一种辐射可能来自暗物质,能量范围在3.56 keV左右,科学家为了揭开这个谜团,预计在2015年会发射新的X射线空间天文台,研究暗物质的性质。英仙座方向上的气体物质,科学家认为星系周围可存在大量的暗物质
天文学家观测到最大黑洞:质量为太阳170亿倍 据美国太空网报道,科学家们表示他们近日在距离地球大约2.5亿光年的一个小型星系内部发现了一个可能是迄今已知质量最大的黑洞。这个超级黑洞的质量大约相当于170亿倍太阳质量,位于英仙座星系NGC 1277之中。这一黑洞的质量占整个星系总质量的14%,而相比之下一般星系中黑洞的质量只会占到整个星系总质量的0.1%左右。 研究小组成员,美国德克萨斯大学奥斯丁分校的卡尔·吉布哈特(Karl Gebhardt)表示:“这是一个奇特的星系,它几乎整个就是黑洞,它应当可以被归入一种新的星系-黑洞系统类别。” 研究人员表示,这个黑洞的视界范围相当于海王星轨道直径的11倍左右。根据该项研究的第一作者兰科·冯·博世(Remco van den Bosch)的说法,当时研究小组不得不额外花费一年的时间来再次确认他们的研究结果,之后才将其提交发表。 兰科是德国马克思普朗克天文研究所的一位天文学家,他告诉太空网称:“当我首次对其进行计算时,我怀疑自己是否在哪里算错了。因此我们用相同的仪器再次进行了测试,然后再使用不同的仪器再次重复检验。在这所有之后,我想,或许确实有一些与众不同的事情。”
NASA发图显示40亿年前地球一半海水一半火焰 我们生活的地球在漫漫的宇宙长河发展中一直是这个样子吗?美国国家航空暨太空总署(NASA)日前发布了一张图片显示,在距今40亿年前的冥古宙(Hadean,旧称冥古代)时期,地球的样子犹如一部电影的片名《一半海水,一半火焰》。 据报道,在地球地质时代的分类上,冥古宙(Hadean)开始于地球形成之初、结束于38亿年前,下一个宙是太古宙。整个冥古宙时期,从46亿年前地球形成,花了1亿年从炽热的岩浆球、冷却、固化,再出现海洋、大气、陆地,而在41亿年前到38亿年前,地球遭大量小行星与彗星碰撞。 NASA官网指出,新的研究显示,小行星的碰撞,大大地改变了冥古宙时期地球的地质,有可能在地球上后续演进上也扮演重要的角色。科学家绘制的约40亿年前地球的模样
天文学家发现黑洞“吃掉”恒星的证据 据国外媒体报道,天体物理学家近日公布了一则关于超大质量黑洞“吃掉”恒星的调查发现,在分析了近二十年的观测数据后,科学家发现三起黑洞吞噬恒星的“宇宙事故”。我们现在已经知道几乎每个星系中央都存在黑洞,它们的质量不等,有些黑洞质量可达到数十亿倍太阳质量,还有些星系中央不止存在一个黑洞,可以认为这些极端天体的存在对星系和恒星的演化构成了巨大的影响。当一颗恒星轨道穿过黑洞的引力控制范围时,强大的潮汐力会将恒星撕成碎片,这一幕发生时,恒星上的物质会被剥离,形成丝状结构送入黑洞的吸积盘方向,最终被黑洞吞噬,黑洞在吸积恒星后质量开始增加,并在两极附近释放出强大的喷流,似乎在告诉外界自己已经吞噬了一定质量的物质,这一过程还会伴随着强大的X射线释放,因此黑洞在吞噬天体时有着比较明显的辐射信号。科学家根据黑洞这一特性开始对以往的数据进行审查,观察是否能找到一些黑洞吞噬天体的证据,这些数据主要来自德国ROSAT望远镜和欧洲的XMM-牛顿X射线空间天文台,数据记录的时间范围从1990年至今。结果科学家在不同星系中发现了三个黑洞吞噬恒星的事件,其分别是1RXS J114727.1 + 494302、1RXS J130547.2 + 641252以及1RXS J235424.5-102053。德国ROSAT空间望远镜的数据记录时间为1990年至1999年,由于XMM-牛顿X射线空间天文台是在1999年发射升空的,因此后续的数据主要以XMM-牛顿空间天文台为主。事实上,德国ROSAT望远镜在1999年之后已经失去联系,2011年时部分残骸坠落到地面。科学家发现在恒星在被黑洞吸积而死亡的那一刻,会释放出强烈的X射线,这些信号都会被XMM-牛顿X射线望远镜所记录,但为了观测更多的与黑洞有关的吸积事件,科学家计划在2016年发射新的X-伽玛射线望远镜,以此观测更多的黑洞行为。根据科学家的统计,黑洞发生一次吸积平均每3万年出现一次,对于超大质量黑洞,吸积现象可能更加频繁。本项研究成果来自莫斯科物理科学与技术研究所、俄罗斯科学院空间研究所,其数据来源为X射线空间望远镜,调查结论中提到的3处黑洞可能吞噬了位于自己附近的恒星,黑洞的质量都非常庞大,属于超大质量黑洞这一级别。目前该研究论文已经被英国皇家天文学会月刊收录
科学家发现罕见的中子星撞入白矮星事件 [摘要]英国华威大学的研究人员发现一颗超高速中子星撞入白矮星,并爆发了一场超新星事件,有趣的是该超新星距离其宿主星系非常遥远。 据国外媒体报道,超新星爆发可产生宇宙中顶级的能量释放事件,我们甚至可以观测到早期宇宙中超新星爆发所产生的光亮,近日科学家公布的观测结果显示,他们发现了一颗超高速中子星撞入白矮星,爆发了一场超新星事件,有趣的是这两个天体在形成超新星之前已经被它们所在的星系抛弃,成为宇宙空间中孤独的超新星爆发。对此科学家认为我们的宇宙有着一些很难理解的事件,在广阔的虚空中可以出现任何奇怪的现象,这颗超新星属于其中一类。 来自英国华威大学的研究人员约瑟夫·莱曼认为这起超新星爆发似乎有着不寻常之处,一般情况下我们观测超新星爆发时可以推测该系统处于某个星系中,因为在遥远的观测距离上其产生的亮度可媲美整个星系,但这个超新星爆发似乎与其可能的宿主星系之间还存在较大的距离,这说明它们都被所在的星系“抛弃”,成为宇宙空间中孤独的天体系统,因此本次超新星爆发也被认为是最孤独的超新星事件。 为了更好地观测超新星爆发,科学家使用了位于智利的甚大望远镜和哈勃空间望远镜,研究小组猜测其可能属于亮等非常微弱矮星系,隐藏在视野的边缘,即便是最好的望远镜也没有进一步的发现,科学家估计超新星距离宿主星系的距离达到了6.5万光年。此前科学家已经发现了数十颗超高速恒星,它们以极高的速度逃离所在的星系,并以令人可观的速度在宇宙空间中运行,我们银河系内存在不少类似的超高速恒星。 对于超高速恒星的形成过程,科学家认为其可能属于失控的球状星团,或者是在与超大质量黑洞的相互作用中被踢出了星系,当中子星与白矮星构成的系统被踢出星系,如果发生超新星爆发,那么我们就会观测到远离星系的位置上出现非常明亮的亮点。科学家进一步的计算表明,被分离的双星系统退行速度非常高,这也在一定程度上促使中子星与白矮星发生碰撞,进而形成超新星爆发。本项研究发表在英国皇家天文学会的月刊上。超高速中子星撞入白矮星后爆发了超新星事件,科学家认为该系统可能属于失控的球状星团,被宿主星系踢出
地球的永久伤疤 人类活动会给地球留下永久的伤疤,如果在人类灭绝之后,能够出现新一代智能生物统治地球,“他们”将会通过矿井了解到我们的生活。研究人类对地球带来影响的一份新报告的起草人认为,与人类给地球表面带来的众多改变不同的是,我们留在地下的痕迹将不会随着地质周期而消失,而会永久的存在。 来自英格兰莱斯特大学的地质学家Jan Zalasiewicz,是新报告的首席攥稿人,报告于7月24号发表在《人类世》(Anthropocene)上。他认为,相比于地表,“地下领域对我们来说,似乎是看不到,想不到的。然而,现在地下领域发生的巨大改变跟以往人类对地球样貌上的改变一样明显,而且还是永久的地质变化。” Zalasiewicz及其同事将地下领域的人为干扰称为“人类扰动作用”。这个名称来源于“生物扰动作用”一词,后者指的是诸如蚂蚁,狼一类的动物在挖洞建造房子的时候,在地球表面留下的痕迹。而人类在这扰动方面的“造诣”要高深的多。如今,某些树根可以深及南非卡拉哈里大沙漠地下68米处,某些国家的采矿机也可以掘地5千米来寻找金子。世界最深钻孔位于俄罗斯西北方,深及地下12千米。Zalasiewicz表示,“人类对地下领域的开拓达到了前所未有的规模。矿井和钻孔,虽然受到了挤压,并且在地下液体的作用下发生了物质上的改变,却仍然很明显,就像石头上的小针孔。” 这样的矿井和钻孔数量极其可观:光在英国境内就有至少100万个钻孔,而美国境内还在作业的钻井也有100万个之多。矿井留下的岩石间隙形成了与普通地质截然不同的另一套精准的地质规律。而没有那么明显的“地球伤疤”则是制造核武器过程留下的:但并非全是铀矿,主要是核弹试验放射性堆芯熔化掉的巨量碎石,可以蔓延数十百里。在阿拉斯加进行一次核弹试验可以产生的碎石可以堆成一座中等尺寸的火山。 主要研究地质时间表的科学家,也就是地层学家,曾经利用动物地洞的外观来确定至少5亿年前的寒武纪的开端。用相同的方式,“人类扰动作用”也许可以预测出人类世的开端。人类世是一种假定的新地质纪元,主要突出现代人对地球的影响。Zalasiewicz是地层学研究小组的带头人,试图确认人类世的“新地质纪元说”是否在科学层面上成立;他们预计在2016年出书立论。 除去地层研究上的重要意义,人类活动在地下区域的干扰还将继续,其形式有地下储存温室污染气体以及继续向地下采集建造现代设施所需的元素。在海岸城市建造的现代地下管道以及地铁系统使用到的设备,比如“科技能源”,只要人类在地球上呆一天,人类扰动作用就会是一个明显的标志。 在未来,像这样的人类扰动作用会跟岩浆喷发(地理学家俗称“岩浆入侵”)在地下岩石上留下的痕迹相似,并且会保留下来。Zalasiewicz表示,“由于人类留下的这些痕迹相比岩浆入侵达到的地方更深,所以它们停留的时间会超过地质纪元,几百万年或者几亿年。我认为有些痕迹可能会永久停留在地球表面。”图中的地下开凿工程,跟其他钻孔和地下干扰活动一样,存在于地球上的时间会比人类生存的时间还要久。
研究:两星球“结伴” 地外生命或可存在 据英国《每日邮报》8月1日报道,万有引力可以使“陪伴行星”产热,并且足以维持其自身温度,地外生命或可存在。 随着时间的推移,行星的内部会由于熔核凝固和内部发热活动减少而变得温度不再适宜居住。 然而有了这样的“行星朋友”,外星生命也许离我们不再遥远。 华盛顿大学和亚利桑那大学的天文学家们研究发现,和地球差不多大小的星球,在万有引力的作用下,能通过潮汐加热从而产生足够的热量来防止内部冷却。根据计算机模型显示,这样的原理,也同样适用于太阳系以外的行星。 华盛顿大学的天文学家巴内斯·巴恩斯(Rory Barnes)说:“行星与恒星的距离直接影响着引力的大小:越近,引力越大,足以压迫行星至橄榄球形;越远,引力越小,足以放松行星至球形。对于太阳系内的行星,如果轨道不呈圆形,便会使行星之间产生大量的摩擦热;而对于系外行星,如果轨道呈圆形,潮汐加热则不能进行了。” 研究者们得出结论,任何与地球相似或有生命迹象的行星都应该被跟踪研究,“行星朋友”与古老行星的特有地质构造所形成的联合效应,或许就是我们的子孙后代之福啊!
美国宇航局首次精确测量一颗外星球大小 [摘要]美国宇航局联合开普勒望远镜和斯皮策空间望远镜对开普勒-93b进行了深入研究,并确定这颗超级地球的密度,发现其与地球相似。 据国外媒体报道,美国宇航局在开普勒望远镜反应轮失效后开启了第二阶段的观测模式,降低了望远镜的观测任务级别,同时联合斯皮策空间望远镜对系外行星进行观测,科学家在联合观测中取得了最新的观测技术成果,这是我们有史以来获得的最精确系外行星测量技术,可以让科学家获得系外行星具体的体积参数。科学家选择的对象为开普勒-93b,当时测量结果为数百公里,但运用最新的观测方法后我们发现这是一颗超级地球,体积相当于地球的1.5倍。 虽然超级地球不存在于太阳系中,但此类行星在宇宙中非常普遍,因此美国宇航局选择开普勒-93b作为调查的对象是较为理想的选择,可作为系外行星实验室研究超级地球的观测技术。随着观测的深入,科学家终于确定了观测系外行星的方案,并了解如何获得系外行星的质量和大小参数。位于夏威夷的凯克天文台也加入了观测行列,确定开普勒-93b的质量在3.8倍地球质量,我们就可以根据半径和质量计算出该天体的密度,并进一步确定开普勒-93b可能有铁核心和岩质构成,和地球类似。 开普勒-93b大约位于300光年外,这个距离上是目前系外行星观测的主要区域,距离地球数百光年的空间聚集着大量的系外行星,这就更不用说数千、数万光年外的庞大行星世界了。虽然开普勒-93b无法居住,但科学家已经发现太阳系之外存在超级地球和轨道半径较小的巨型气态行星,这些行星类型是太阳系内所没有的。 斯皮策太空望远镜的项目科学家迈克尔·维尔纳认为联合开普勒望远镜和斯皮策望远镜的观测可以精确测量系外行星的基本参数,这为系外行星的观测开启了新的途径,可进一步缩小观测上的不确定性。美国宇航局的新技术犹如一把测量系外行星的标尺,通过该技术可以精确测量系外行星的体积、直径、密度,这样我们就能发现类地行星
摄影师夜空拍摄绚丽的银河系 22岁摄影师查德-鲍威尔(Chad Powell)使用佳能6D DSLR相机在海滩夜空拍摄到绚丽的银河系美景。照片中呈现银河系具有粉色、橙色、蓝色、绿色和紫色色调。图中是英国怀特岛陡坡湾的夜空银河系。鲍威尔经常在岛屿瞻望星空,他会熬夜观看壮观美丽的夜空。图中是城堡港拍摄到的夜空银河系。图中是在怀特岛奥查德湾拍摄的壮观银河系。左图是2014年6月24日一个小时内拍摄流星轨迹的120张单独照片的合成照片;右图是Blackgang Chine游乐园上空的银河系。这是夜空银河系的全景图像,图中呈现银河系犹如水晶一样透明。这张照片是在鲍威尔家门口拍摄的银河系夜空。怀特岛海岸绚丽的夜空星光。岸边两艘小船上空是银河系核心区域。
地球或正处于第六次生物大灭绝前期 [摘要]地球目前的生物多样性源自于35亿年反复进化的结果,而且处于生命史的最高点,但是研究人员称,地球的生物多样性或许正接近一个临界点。 据《科学》杂志最新发表的一项研究,一个国际科学家团队警告称,动物的灭亡和减少正是地球第六次生物大灭绝的前奏。从1500年开始,超过320个陆栖脊椎动物物种灭绝。剩余物种也表现出了平均25%的衰退,这种现状在无脊椎动物中也极其类似。 虽然之前的大灭绝是由地球的自然变化或者灾难性的小行星撞击导致的,但是目前的灭绝与人类行为密切相关。这种现状被研究的第一作者、斯坦福大学生物学教授Rodolfo Dirzo命名为“人类世去共栖物”时代。 在脊椎动物当中,全球估计有16%到33%的物种遭受威胁或者濒危,而大型动物面临着最高的衰退率,这种趋势与之前的大灭绝事件相匹配。体型较大的动物趋向于拥有较低的种族生长率,而且繁殖后代较少。它们需要更大的栖息地来维持种族生存。 它们的体型和含肉量使它们更容易成为人类的猎杀目标。尽管这些物种代表了相对较少的处于危险中的动物,但是它们的灭亡将产生滴漏效应,这就会动摇其它物种的稳定性,甚至在某些情况下会影响人类健康。 比如说,之前在肯尼亚进行的试验表明,缺少大型动物的试验区域很快就被啮齿动物所侵占。草、灌木的增加以及土壤压实率的降低,使啮齿动物更容易获得食物并建造巢穴,因而被捕食的风险也会降低。啮齿动物数量的加倍也会导致许多携带疾病的皮外寄生虫数量加倍,这是一个恶性循环的过程。 人类种群数量在过去的35年里已经加倍,而同时蝴蝶、甲壳虫以及蜘蛛等无脊椎动物的数量已经减少了45%。昆虫大约为全世界75%的粮食作物进行授粉,估计会对全世界食物供应带来10%的经济价值。昆虫也在营养循环和有机材料分解方面扮演着重要角色,它们的存在确保了生态环境的生产能力。仅在美国,天敌捕食带来的害虫防治价值每年估计达到了45亿美元。大象、长颈鹿等大型动物面临着更大的生存威胁。
银河系中的物质含量只有仙女星系一半 [摘要]一支国际研究小组对银河系和仙女座大星系进行了质量估算,发现银河系的质量只有仙女座大星系的一半。 据国外媒体报道,银河系和仙女座大星系都位于本地星系群,从命名上就可以看出这两个星系是有差别的,因为仙女座星系前面还加了个“大”字,这说明仙女座星系确实很大,银河系的跨度要小于前者。近日,科学家公布了最新的观测数据,银河系的质量仅为仙女座的一半大小,要知道银河系也是一个看似较大的星系,跨度达到了10万光年,从图中可以看出左边的银河系要比右边的仙女座星系来得大,但实际上银河系要比仙女座小得多。 这个研究结果来自一支国际研究小组,包括了卡内基·梅隆大学的宇宙学家马修·沃克,他们的研究论文发表在英国皇家天文学会的月刊上。论文指出,研究小组使用了一种全新的方法去测量星系的质量,比以往的测量方法更加精确,为了验证该方法的准确性,研究人员对银河系的近邻进行了详细测量,并计算出银河系的质量仅为仙女座星系的一半。 在过去的观测中,研究人员只能估算出银河系和仙女座星系的质量,其方法为对星系周围卫星星系质量进行估算,但是在最新的研究中,科学家使用距离测量来推算两个星系的质量,先获得我们目前已经精确测量的银河系、仙女座星系以及主要卫星星系的距离,甚至包括了本地星系群外围的卫星星系。 物理学助理教授沃克认为我们对银河系的质量估计已经较为精确了,但由于距离的问题使得我们对其他星系质量的估计存在不确定性,在获得较为可靠的距离值后,可以凭借引力作用来估算仙女座大星系的质量。研究人员除了计算出可见的星系物质比外,还计算了看不见的暗物质质量之比,如果算上暗物质,那么仙女座星系的质量是银河系的两倍左右,这两个星系绝大部分的质量都由暗物质组成。 本项研究由英国科学与技术设施委员会支持,爱丁堡大学物理与天文学家Jorge Peñarrubia为首席科学家,该研究论文的其他作者还包括不列颠哥伦比亚大学的Yin-Zhe Ma和赫茨伯格研究所天体物理学家Alan McConnachie。图中左边是银河系,右边是仙女座大星系
第二轮暗物质搜索行动启动 科学家加大研究力度,欲捕捉到被认为是组成宇宙暗物质的罕见粒子。我们可以通过重力感受到现在仅存在于理论的这些粒子,它们通常粘附在宇宙的普通粒子上,却不可见不可触碰。专门用于研究暗物质粒子和普通粒子交流的实验,历经数十年仍无任何收获,对许多暗物质的解释也接连碰壁。然而科学家并未放弃,最近三项大型实验获得批准,可通过升级,将有望到达敏感区域,有望找出暗物质组成粒子,并最终找到这群狡猾的无形粒子。 将继续展开的实验分别为:超低温暗物质搜索任务,LZ暗物质实验以及轴子暗物质实验,三者是现有实验中规模最大,操作时间最长的项目。美国能源署以及美国国家科学基金会上周联合发表入选名单,另外有20多个项目落马。SuperCDMS和LZ实验将搜素的可能暗物质粒子被称为“大质量弱相互作用粒子”,而ADMX-Gen2实验将找寻的是另一种粒子—轴子。 当业界还在担心联邦政府预算吃紧是否会让实验研究经费缩水的时候,获得批准的两项“大质量弱相互作用粒子”研究不禁让人舒了口气。Blas Cabrera,一名斯坦佛大学的物理学家,同时身为SuperCDMS实验的发言人,表示,“我们中大部分人都很担心因为资金吃紧,下一代实验研究会缩小至一个,但是我们想到的大部分拒绝理由又太不合理。”其中一个便是,两项实验都应继续开展,因为它们使用的是不同的物质:SuperCDMS混合使用锗和硅,由二者充当“侦察兵”;而LZ实验使用的是液态氙。如果“大质量弱相互作用粒子”与这些原子碰撞,就会相应释放出小部分能被检测到的能量。某些暗物质理论认为,“大质量弱相互作用粒子”可能以不同速率与不用的元素相互作用。Cabrera认为,“物质的本质可能比我们的预想更为复杂,我们还需想的更全面一些。” 同样,Cabrera还认为,继续开展对轴子的搜索同样重要,因为理论学家相信相比起“大质量弱相互作用粒子”,轴子的质量更轻,对外交流的频率更低。两种粒子都能够证明暗物质在宇宙的大量存在,但是它们本身的存在却缺乏证据。(也有可能,两者都存在;或者暗物质是由其它物质来源组成。) 关于轴子是否存在的问题几乎就要有答案了。来自西雅图华盛顿大学,作为ADMX实验的发言人,Leslie Rosenberg表示,“2.0版实验会监测到轴子的存在;否则,它会推翻以前的假设。”如果轴子真实存在,ADMX实验使用的强力磁铁会将其诱变成光量子。元素的衰变将会产生少量可被机器监测到的电磁波;机器会被放在极低温度下,以防污染性的辐射漏出。升级版的实验会采用一项新型制冷技术,可将温度从1.5开尔文(零下271.6摄氏度,已经属于极低温)降至仅0.1开尔文。三年之内,ADMX-Gen2就将发现轴子或至少证明既有理论提出的轴子类型不存在。 其它并未中标的暗物质探测实验还使用到了激光以及所谓的“泡泡室”。后者会监测暗物质在与极高温度的碳原子,氟原子和碘原子互动中产生的气泡。其中有一个用到“泡泡室”,名为PICO的项目仍执意开展实验,并继续申请基金。来自芝加哥大学宇宙物理学Kavli研究院的Juan Collar,同时是PICO研究队的成员,表示,“我们收到了很好的评价,但是现在我们还没有做好准备。我们现在正在解决一个后台问题。我们对结果很满意,它帮我们减压不少。” 现已证明暗物质的踪迹比科学家研究之初所预想的要更难以追寻。然而,很多科学家仍满怀希望。新一代暗物质实验有可能真的找到这些消失的粒子。如果结果并非如此,至少我们会知道哪些不是暗物质。Cabrera说,“在科学里,排除总是跟发现同样重要,但是当然啦,发现要有趣的多。”
科学家预言地球未来统治者:鼠猪或人工智能 据国外媒体报道,近期上映的美国科幻大片《猩球黎明》引起了人们的关注和热议。对于科幻电影的剧情,人们也许并不会信以为真,但是剧情难免会引发人们思考,将来是否真的可能有某种生物取代人类而成为地球的主宰。对于这样的忧虑,科学家们的回答令人大吃一惊。科学家们认为,有人类的存在,很难再进化出其他超级智慧物种。但现阶段细菌、蚂蚁已在某种程度上统治着地球,未来老鼠、猪等动物经过数百万年的进化有可能接管地球,而人类可能面对的最大威胁并不是自然进化的生物,而是某种人工智能。 在近期上映的美国科幻大片《猩球黎明》中,因为病毒的漫延和攻击,人类世界已几近崩溃,而获得超级智慧的猿族逐渐成为地球的主宰。在争夺统治权的竞争中,猿族成为胜利者。但是,尽管电影中的猿族会骑马、会读写英文,也会像石器时代的人类一样打猎,但是科学家认为,其他物种或生命形式将来可能会统治地球的说法太过牵强,并不现实。甚至有专家认为,根据“统治”一词的定义,事实上已经有其他的生物处于统治地位。 英国莱斯特大学古生物学家简-扎拉斯维泽认为,有人类的存在,很难再进化出其他超级智慧物种。“人类非常擅长除掉竞争对手。”经过几百万年的进化,现代人类已经将许多灵长类动物或其他人种淘汰掉,如丹尼索瓦人、弗洛里斯人以及穴居人等。 专家认为,影视中的假设剧情太不现实,猿类不可能替代人类,因为如今野生的大猩猩和黑猩猩都已经处于危险状态。世界野生动物基金会数据显示,全球大猩猩数量也刚刚超过10万只,而黑猩猩数量也不足25万只,其他的灵长类动物都没有超过10万只。地球上的人类数量已达70亿。即使有基因工程病毒的出现而导致95%的人类灭亡,幸存的人类数量也远远超过猿类。 那么是否可能成为猪的星球呢?扎拉斯维泽认为,假设人类因为饥荒、瘟疫、战争或气候变化而大灭绝,那么某种新物种也需要数百万年时间才能进化成智慧物种,才能进化出统治地球的能力。毕竟,像人类这样智慧的物种在地球生命出现后近35亿年间也才进化出一次。 扎拉斯维泽认为,如今在地球各个角落中存在的老鼠其实拥有了智慧,而且已经进化出发达的社会结构。数百万年后,超大个老鼠也许有可能变成一种可统治地球的超级智慧物种。猪也可能拥有复杂的社会结构,也可能拥有高级智慧。如果它们能够进化出使用工具的能力,并经过数百万年的智慧进化,它们就完全有可能接管地球。 但是,扎拉斯维泽表示,人类可能面对的最大威胁并不是自然进化的生物,而是某种人工智能。“如果有其他的智能出现,那将可能是电子类的或我们已经制造出来的某种事物。”近日有研究人员报告称,已有计算机通过图灵测试。图灵测试是一种用于判断计算机是否具有人类思维能力的测试方法。在图灵测试中,如果人类参与者无法分辨出来自机器和人类的回应的区别,那就可以说该机器显示出智慧行为。未来学家雷-库兹韦尔曾经做出一个著名的预言论断,即到2045年将会到达技术奇点,机器智能将会赶上人类智慧。 也有科学家认为,事实上,在某种程度上,现在人类并没有统治地球。美国康乃尔大学人类发展学教授罗伯特-斯特恩伯格认为,“细菌已通过多种途径打垮人类。人类只会假想他们统治着地球,事实上是细菌在统治地球。它们的数量是人类数量的无穷倍,我们自身体重,大部分都来自细菌。它们繁殖得更多,变异得更快。它们存在的时间比我们人类出现的时间要久得多,而且在我们人类死亡后,它们还将可能存在。” 其实,细菌并不是统治权的唯一竞争者。美国史密斯森学会昆虫学家马克-莫菲特解释说,“蚂蚁已经控制了这个星球。只不过它们是在我们的脚下统治着地球。比如,蚂蚁比我们人类多得多,而且它们的总重量要远超过人类的总重量。”它们还懂得利用传统的军事战略战术排兵布阵,它们的策略也已被证明是成功的。比如,它们懂得出奇不意,懂得集中优势兵力打垮对手,懂得将相对较弱的兵力放在前沿阵地,利用“超级战士”精锐部队压阵。再比如,单个的非洲行军蚁并不可怕,但是如果它们形成强大的蚁群,那战斗力就称得上恐怖了。数百万只蚂蚁密集地聚集在一起,可以形成长达30多米长的蚂蚁军团,它们可以在几分钟内吃掉一头母牛,甚至一个人。“这就是为什么赤道非洲地区的妇女一定要把婴儿背在身上,而不敢单独把孩子放在婴儿篮内。” 莫菲特认为,“尽管并不是每一只蚂蚁都那么聪明,但是它们仍然可以利用集体的智慧解决许多特殊难题。单个蚂蚁就好比你大脑中的每一个神经元,每一个也许并不代表什么,但是组合起来就可以做成许多事。”在美国科幻大片《猩球黎明》中,猿族首领凯撒甚至会说英语。凯撒是一只突变异种的黑猩猩。
科普工作需要首先考虑受众的需求 在现代社会中,一些人对科学很是痴狂,他们沉浸在科学的美中并想要让更多的人参与其中。也有一些人对科学不“感冒”,对此不屑一顾。假如你认为在科学或是非常有魅力、或是非常有趣、或是有必要去理解(或从事)的。假如你想让周围那些并不这么以为的人也能发现科学之美,认识到科学是多么的有魅力、多么有趣、多么重要。 那么就去从事科普工作吧,即使只是在小范围内进行,也是对科学的延伸。 也许仅仅就是在嘴里说说你认为科学美丽、有趣和重要的地方就能使他人也这么认为。但是也存在这种可能,那就是即使有些你进行科普的受众群体,了解到了那些非常令你折服的科学解释、科学实验和科学范式的成就,但他们并没能为这些所折服。 如果你想在科普领域有所作为,仅仅知道科学令你沉迷的地方是远远不够的。要想让你的受众群也发现科学之美,你可能需要发现他们身上的一些特质。 去找出他们与科学的渊源,以及他们与科学家(或是科学教师)相处的经历。正是这些经历塑造了现在他们对科学的认知和看法,以及在他们心目中科学致力于什么。 去找出他们认为有趣和扫兴的地方。 去探明他们已经知道了什么,还想要了解什么。在做这件事情之前,不要主观臆测他们对什么知之甚少或是他们到底在为什么所烦恼。不要以为弥补了这些知识上的漏洞就能让他们成为科学迷。 你要认识到,你的受众群可能并不会如你所愿地将他们对科学的认识与对科学家的认识分离开来。有时候,在你看来微不足道的一位著名科学家的小瑕疵,在他们看来可能却是一个大问题,因为这些受众群有着各自不同的看法。你对那些科学家和从事科技研发的企业的信任基线要高于你进行科普的受众群,因为来自不同社区和亚社会的他们也许被某些研究人员伤害过,或者被那些判断他们处于社会边缘的科学论断伤害过。 实际上,进行科普意味着要认真对待你的受众群的个体经验。不要直接告诉他们应该如何感受,这绝不是一个好策略。 认真对待你的科普受众群也意味着严肃对待他们理解事情并作出正确决定的能力,即便是在他们做出的决定和你设想的不一致的时候。若你因为他们作出的决定在你看来很无知而感到懊恼,那就抵挡住内心想要狠狠挥一拳的冲动。与之相反的,你应该先询问一下他们究竟为什么会做出这些决定,并试着去理解他们的回答,然后再想想自己要不要有礼貌地向他们解释,如果换做是你,你为什么会做出不同的决定。 如果你普及科学的努力并不那么有效,那么仔细思考一下,你所付出的努力没有成果的原因也许是因为你的努力与你的受众群的需求是不对应的。 如果你的确想要向你的受众群普及科学,那么问问他们,你讲授的那些他们理解了多少,并认真的对待他们的回答。
科学未能完全解释的五种现象:人为啥打哈欠 美国《大众科学》月刊网站7月29日发表文章,列举了科学尚未完全解释的五种现象。 一、人为什么打哈欠 解释很多,但似乎没有一种经得起严格的科学审查。一种说法是,打哈欠能促进颌、颈和窦的血流,在吸进一大口气时带走热量,从而给脑部降温。然而,与常识相反,热天打哈欠不如冷天频繁。一种尚待驳斥的假设是:打哈欠“充当身体活跃起来的信号,是让我们保持警醒的方式”。《纽约客》杂志的一篇文章写道:“打哈欠之后,运动和生理活动通常会加强,表明人体在某种意义上‘活跃起来’。” 那为什么打哈欠传染呢?美国《科学公共图书馆综合卷》杂志最近发表的一项研究称,这是表示共鸣的方法。但另一项新研究得出相反的结论。打哈欠
NASA发布地球极光绝美照:国际空间站观赏极光 据《每日邮报》2014年7月28日报道,NASA最近公布了一组地球被极光包围的绝美图片,吸引众多网友围观。图为摄影师在国际空间站拍摄的极光。图为摄影师在国际空间站拍摄的极光。图为摄影师回到地球后拍摄的极光。以上为摄影师回到地球后拍摄的极光。
达尔文自然选择理论的最佳范例:角叶尾守宫完美匿于枯叶 据国外媒体报道,在马达加斯加,生活着一种被称为“撒旦”的壁虎。听起来似乎很邪恶,但实际它们只是外形比较奇特而已。角叶尾守宫(学名:Uroplatus phantasticus)是平尾虎属的成员之一,具有非凡的伪装能力。 平尾虎属的种类又被称为叶尾守宫,含有14个物种,包括能伪装成苔藓的地衣叶尾守宫。这些壁虎只分布于马达加斯加,并且只在夜间才出来捕猎。它们的伪装能力超强,堪称达尔文自然选择理论的最佳范例。 叶尾守宫可能主要以昆虫为食,尽管科学家对它们在野外的摄食情况了解并不多。在人工饲养条件下,角叶尾守宫几乎能以一切吞得下去的动物为食,包括蟋蟀、苍蝇、蜘蛛、蟑螂和蜗牛等。更大一些的物种,如马达加斯加叶尾守宫和Uroplatus giganteus甚至能吞下小老鼠。 角叶尾守宫也有天敌,包括一些鸟类、蛇和老鼠。如果遭遇威胁,角叶尾守宫会突然长大嘴巴,发出响亮的叫声,伸出红色的舌头并分泌黏液,做出撕咬的动作。它们还会利用尾巴的反光来迷惑掠食者。如果这些都失败了,它们还能熟练地跳跃到其他树枝,或者直直地掉落到地面的落叶中。 当然,最好的御敌之策首先是不要被掠食者发现。这就得说到叶尾守宫的伪装技能了。它们不仅尾巴像叶子,身体也很像。背部的细条纹和身体上的皮肤形态,可以完美地模拟枯掉的树叶。它们的颜色变化也多得令人难以置信,包括浅褐色、灰色、棕色等等,而且还会经常装点上类似地衣、苔藓的绿色斑点。这种多样性使它们能很好地适应不同的环境。 角叶尾守宫将这种伪装又发扬光大:它们会在白天时一动不动地把身体悬挂在树枝上,或者隐身于枯叶之间。一些体型较大的叶尾守宫选择了另一种白天睡觉的策略,它们会将自己摊平在树干和树枝上。与普通的壁虎一样,这些叶尾守宫的脚上都长满了刚毛,可以紧密地吸附在物体表面。此外,它们的身体边缘还具有“流苏”和褶皱,可以使其完美地抹去轮廓和阴影。 无论是伪装成树叶,还是隐身于树干,都可以有效地躲避一些依靠视力吃饭的掠食者,特别是鸟类。有趣的是,在澳大利亚也有一种壁虎演化出了和叶尾守宫类似的策略,尽管它们之间的亲缘关系并不近。在只有3到5年的生命中,角叶尾守宫完美地模拟了枯叶的形态。角叶尾守宫的尾巴像极了一片正在腐烂的落叶。从模拟叶子到模拟枝杈再到模拟树干,不同种类的叶尾守宫会融入树木的不同部分。图中是一只叶尾守宫在岩石上的样子。
高引用科学家:中国163人上榜,印度仅8人 2014年全球高引用科学家名单公布,全球共3215人次入选,中国有163名学者上榜。高引用科学家是学者通过写出最多受基本科学指标认可的报告获得这一殊荣,意味着该科学家在其所研究的学科内具有世界级影响力,其科研成果为该学科的发展做出了重大贡献。8名印度科学家入选最近发布的全球“高引用科学家”名单。 然而,在这一囊括21个领域的名单中,相比有多达163名科学家“上榜”的中国,印度的表现显得苍白。 代表世界最先进科学头脑的这个名单囊括研究成果在各自领域被引用前1%的3000多名科学家。这一名单被美国主宰。印度的表现跟其他金砖国家差不多。巴西入选5名,俄罗斯入选8名,南非入选11名。 汤森路透高引用学者网站报道,2014年高引用学者是一些全球最具领导力的科学家。3000多名学者通过写出最多受基本科学指标认可的报告获得这一殊荣。
质子自旋之谜的新线索 很长一段时间里,物理学家假定质子自旋源自于组成它的三个夸克。而新的测量数据表明,胶子对质子自旋起到重要作用。图片来源:布鲁克海文国家实验室 恒定的自旋是质子的固有属性,像质量、电荷量一样。但至今质子自旋的来源仍是个谜,这被称为“质子自旋危机”。最初,物理学家认为质子自旋是组成它的三个夸克自旋的总和,但1987年的一个实验却显示夸克仅能解释质子自旋的一小部分,那剩余的部分如何解释呢?质子内的夸克是被胶子捆绑在一起,因此科学家认为或许胶子也是是质子自旋的原因。这一想法目前得到了两项研究的支持,这两项研究分析了在相对论重离子对撞机(RHIC,位于纽约艾普敦的布鲁克海文国家实验室)中得到的质子对撞结果。 物理学家常常将自旋解释为粒子的旋转,但这样描述的比喻意味更浓一些,实际上自旋是不能由经典物理术语描述的量子特性。正如质子不是一个极小的实体而是一团幽灵般时隐时现的粒子,它的自旋也是一种概率属性,但总等于1/2。 夸克的自旋同样为1/2。物理学家最初假定质子中的三个夸克有两个自旋方向总是相反,相互抵消,余下一个夸克作为质子的总自旋。“这是25年前的简单想法,”布宜诺斯艾利斯大学的丹尼尔•德•弗洛里安(他是一篇7月2日发表在《物理评论快报》的新研究的领导者,)说道,“(上世纪)80年代末期,测量夸克自旋对质子自旋的贡献率成为可能,而第一次的测量结果显示贡献率为0,这令人大跌眼镜。”事实上,随后的测量表明夸克的贡献率至多是25%,但余下的大部分(75%)却仍然下落不明。 胶子是质子内部传递强相互作用力的代表粒子,强相互作用力是将夸克约束在一起的一种基本作用力。每个胶子的自旋为1,将每个胶子的自旋方向考虑在内的自旋总和可能可以解释质子剩下的自旋。但测量胶子的自旋贡献率是一项棘手的工作,RHIC是目前唯一可以应对这一问题的对撞机,因为它是唯一用于对撞“自旋极化”质子的粒子加速器,自旋极化意味着经由它加速的粒子在碰撞时均会在某一特定方向上自旋。(而位于瑞士的更大功率的大型强子对撞机却不能做到这一点。) 当两个质子碰撞到一起,它们间的相互作用将由强相互作用力主导,因此胶子也将密切地参与其中。如果胶子自旋是质子自旋的重要部分,那么碰撞时质子的自旋方向应该会影响实验结果。科学家预测,质子自旋方向相反的碰撞与自旋一致的碰撞发生频率会不同。RHIC近期的数据表明确实存在差异。“相同的实验条件得到的结果完全一样。”牛津大学的物理学家胡安•罗桥(Juan Rojo)说道,他是NNPDF(Neural Network Parton Distribution Functions的首字母缩写)协会的成员,在《核物理B》上发表了第二篇论文。“由于这种不对称性不等于零,这提醒我们质子自旋的分配问题并非等闲之辈。”罗桥团队计算发现,胶子对质子自旋的贡献率可能是与夸克平分秋色的。德•弗洛里安和他的同事对相同的RHIC数据进行了分析,但采用不同于罗桥团队使用的数学方法来计算胶子贡献率,他们同样发现胶子自旋与质子自旋显著相关。“这些分析第一次表明胶子的极化并不为零,也就是说胶子是极化的,”德•弗洛里安说,“胶子自旋基本上能够解释质子自旋的其余部分,但不确定性很大。” 两支团队都说道,他们的工作仅仅是探索胶子如何影响质子自旋的一个开始,为了得到更精确的结果,则需要一个规模更大的实验。他们说,最佳之选是还在提议阶段的电子-离子对撞机,它可以建在布鲁克海文实验室。相比于RHIC,这台机器将能对撞具有更高能量的极化质子,并能够探测更高能量的胶子对质子自旋的贡献率。 如果胶子自旋不能平衡质子自旋的其余部分,那其余的部分有可能是由“游走”在质子内的夸克和胶子的轨道角动量提供。这就像地球在绕太阳公转的同时,也会绕自身的轴自转,夸克和胶子也有它们各自的内部自旋,同时他们绕质子中心的运动又具有一定的角动量。麻省理工学院的物理学家罗伯特•杰夫(Robert Jaffe,他未参与此项研究)说,目前的问题在于这些因素构成了总体质子自旋的多少。他补充说,“测量胶子对质子自旋的贡献率是回答这一问题的重要一步。” 化解这场质子自旋危机的重要性不在于理解自旋,而是可以了解质子等其他粒子是如何获得质量的。新近发现的希格斯玻色子被认为可以为其他所有的粒子赋予质量。这是正确的,但不是真相的全部,罗桥说。除了希格斯机制外,还有另一个过程也可以为质子赋予质量。这一过程于“禁闭”有关,“禁闭”用于解释夸克和胶子为何总是一起出现在其他粒子(如质子)内部,而不会单独出现。禁闭动力学也会影响到夸克和胶子的自旋极化。“现代理论物理中最突出的难题之一就是‘禁闭’,”罗桥说,“我们对夸克和胶子的极化分配理解得越充分,对禁闭的理解也会越充分。运用数据,我们会揭晓禁闭的底牌,最终明白质子质量源自何处。
没有病毒,或许就没有人类的今天 近期,美国微生物学会的一个报告就病毒对地球环境、生命进化等多方面的贡献进行了深层次探讨,试图从病毒致病性研究的思维模式中跳出,还原病毒的真实世界。据美国微生物学会的一个最新报告称,一直以来病毒都无法逃脱致病媒介的恶名,然而有一些病毒却是十分关键的生态形成要素,行使着它们自身的生物进化功能,正因为有了它们才有了我们今天赖以生存的环境。 来自宾夕法尼亚州立大学,同时也是本次大会组委会成员之一的Marilyn Roossinck说:“病毒参与地球演化发展的整个过程,影响地球上所有生命的形成过程,它们为地球的生化循环、大气层的构成做贡献,并且是物种形成演化的主导者。” 这个报告题为“Viruses Throughout Life & Time: Friends, Foes, Change Agents”,众多科学家于2013年7月齐聚旧金山,共同参与讨论并回答有关自然界中不同病毒的不同作用的一系列问题。 举办此次大会的灵感是来源于最近的病毒宏基因组学研究,这些研究均表明了一个事实,即我们对于病毒的真实世界了解的太少。几乎所有发表的研究性文章都是有关病毒对于动植物和人类的致病性,而这仅仅反应了现存的一小部分病毒的特性,整个病毒界的真实面貌急需我们去还原。只有这样我们才能充分理解生命的起源,就像了解地球上的碳循环一样。 报告对病毒圈的深度、病毒的起源、被忽视的病毒的(微)生物生态角色,以及这些生命形式是如何促进生命进化等问题进行了深入的讨论。此外,报告还有一些亮点,它阐述了一些病毒是如何与宿主共栖共生、它们在微生物群落中的作用,以及它们在维持生物圈平衡中所扮演的角色。病毒的这些责任是由于它们不可思议的序列多样性以及基因组可塑性,即 “病毒性暗物质”。 报告的最后,提示读者思考这几个问题:“如果地球上从来没出现过病毒,那么会怎样?生命的进化过程会有不同么?”今后持续的病毒研究将会有助于解答这些发人深思谜题。
若地球发生核战争:经历20年寒冬数十亿人饿死 据《英国每日邮报》22日报道,美国科罗拉多州科学家首次用电脑模拟出了发生核战争之后的情景,地球将经历20年寒冬、全球干旱和大面积臭氧层破坏,数10亿人将死于饥饿。 在名为《地区核战争引发的全球变冷和臭氧层破坏》的论文中,科学家假设在印度和巴基斯坦发生局部冲突,引爆100枚小型核弹,然后用电脑动画展示了地球所受的影响。 在模拟中,大量的炭黑粉尘覆盖地球表面,阻碍太阳光线照射,导致气温逐渐下降,地球表面平均温度降至1000年以来的最低值,将经历连续20年寒冬天气。近半的臭氧层也会遭到破坏,由此导致紫外线辐射加强,皮肤癌患者增加。全球变冷还将引发全球干旱,粮食减产,数10亿人死于饥饿。 研究人员称,局部地区的核战争将引发全球性灾难,因此美俄等有核国家更应进一步加强核裁军力度。美国科罗拉多州科学家首次用电脑模拟出了发生核战争之后的情景。
美曾计划建月球监控及武器系统:可攻击地球 北京时间23日消息,据国外媒体报道,一份新近解密的报告显示,美军曾考虑在第一批人类踏足月球的10年前,在这颗地球的卫星上建立一个监控站。为了纪念尼尔-阿姆斯特朗进行月球漫步45周年,这份代号为“地平线计划(Project Horizon)”的报告终于在7月20日被解密。 如果这项计划已经实施,美军将会建立一个从月球到地球的监测系统,用来“促进交流和观测地球”。这份报告最初于1959年发表,整份报告的内容超过100页。该报告还建议建立一个月球武器系统,允许美军从月球向地球,甚至是向外太空发动攻击。除此以外,“地平线计划”还考虑在月球上或其附近引爆一枚核弹,以便研究它对月球产生的影响。这份报告的作者推测了核辐射会对外星生命产生什么影响。 随后解密的第二份报告的代号为“绑架探月火箭‘鲁尼克’号”,该报告详细介绍了美国计划在“鲁尼克”号探测器进行巡回展览期间实施偷盗,然后把它物归原主的步骤。正如《连线》杂志在最近的故事《马来西亚航空MH17坠毁事件(Malaysia Airlines MH17)》中报道的那样,美国空军国防支援计划最近围绕地球操作的多颗卫星,均用来观测武器或者飞船被发射的任何警报信号。该系统采用红外摄像机,它甚至能收集到微量热信号。这些设备在美国第一次入侵伊拉克期间产生很大作用,它们能发现飞毛腿导弹发射的早期预警信号。最近这被用来侦查击落马来西亚航空MH17的武器的发射地点,并在事故后不久为官方声明提供证据,证明这个航班是被地对空导弹击落的。 去年由于担心国内间谍活动,一枚绝密火箭搭载着美国国家侦察局的间谍卫星从加利福尼亚中心海岸发射升空,它的侧面上有一个很大的徽章。这个新标志的上面有一只巨大的邪恶章鱼,而且只有一只愤怒的眼睛可以看到,它的触须紧紧环绕在地球周围。这个徽章的下面写道:“没有我们触及不到的地方。”这枚19层楼高的火箭携带着美国国家侦察局的一些物品,该局负责操作美国的情报收集卫星系统。一份新近解密的报告显示,美军曾考虑在第一批人类踏足月球的10年前,在这颗地球的卫星上建立一个监视站。为了纪念尼尔-阿姆斯特朗的月球漫步45周年,这份代号为“地平线计划”的报告最终在20日被解密。美国空军国防支援计划目前在全球操作多颗卫星,用来观测武器或者飞船被发射的任何警报信号。
火星发现类地土壤:存在微生物可能性提高 北京时间23日消息,据国外媒体报道,“好奇”号火星车最近传回的盖尔陨坑照片显示,这个陨坑的地下深处存在类似南极麦克默多干燥谷以及智利阿塔卡马沙漠的土壤,年代可追溯到37亿年前。这一发现意味着这颗红色星球上可能仍有生命存在。 根据“好奇”号传回的照片和数据,美国俄勒冈州大学地质学家格雷戈里-莱特拉克得出了这一发现。化学分析结果显示这些土壤与地球上生活着微生物的土壤类似。随着研究的深入,科学家发现越来越多的证据,证明这颗红色星球一度出现微生物。 在《地质学》杂志上,莱特拉克刊登了研究论文。莱特拉克是这篇论文的唯一作者。研究中,他对“好奇”号项目组公布的矿物和化学数据进行了分析。莱特拉克表示:“这些照片是第一线索,所有数据都支持这一结论。能够上演这一发现的关键是‘好奇’号火星车强大的化学和矿物分析能力。与以往的火星车相比,‘好奇’号的性能大幅改进。新数据揭示了明显的风化和侵蚀痕迹,橄榄石逐渐减少,粘土不断积聚,与地球上发生的过程类似。由于微生物活动,地球上的磷不断损耗,火星上也发现类似现象。” 莱特拉克指出这些古代土壤的发现并不能证明火星一度出现生命,但它们的发现再一次证明30亿前的火星要比现在更温暖更湿润,是一颗更适于生命生存的星球。“好奇”号现正探索盖尔陨坑内位置更高并且更为年轻的地质层,这些地质层的土壤似乎更不利于生命存在。莱特拉克指出如果想寻找火星上更古老生命和土壤的记录,新任务便需要探索更古老并且粘土更多的地带。 深埋在地下的土壤表面出现的裂缝代表着典型的土块。小囊状洞或者圆洞以及硫酸盐聚集是地球沙漠土壤的特征。莱特拉克说:“在较为年轻的火星表层土,科学家并未发现任何类似特征。火星探索以及其他行星探索往往会上演惊人发现,但这样的发现还是太令人意外了。”新发现的土壤证明火星土壤环境的适居性要比科学家此前的认为高。莱特拉克指出这些土壤的年代可追溯到37亿年前,这正是一个过渡时期,火星从一个拥有良好水循环的星球变成现在的酸性和干旱星球。 地球上的生命据信在大约35亿年前出现并开始不断进化,一些科学家认为能够证明地球生命的历史更为久远的潜在证据被板块构造破坏。相比之下,火星上并未出现这一过程。在一封电子邮件中,澳大利亚天体生物学中心的马尔科姆-沃尔特指出盖尔陨坑内发现的这些土壤大幅提高了火星上一度出现微生物的可能性。他说:“这一发现说明火星上一度或者仍存在生命。”沃尔特并没有参与莱特拉克的研究。 莱特拉克表示,美国佛罗里达州韦斯特海默科学与技术研究院的史蒂文-班纳认为,生命起源于类似火星这样的“土世界”的可能性,超过类似地球这样的水世界。班纳在一封电子邮件中指出,莱特拉克的研究不仅证明土壤是早期火星生命的直接产物,同时也证明存在很多模型认为的生命出现所需的湿-干循环。“好奇”号火星车最近拍摄的一幅照片,展示了火星的盖尔陨坑。根据美国俄勒冈州大学地质学家格雷戈里-莱特拉克进行的研究,这个陨坑的地下深处存在类似南极麦克默多干燥谷以及智利阿塔卡马沙漠的土壤,年代可追溯到37亿年前。这一发现意味着这颗红色星球上可能仍有生命存在。智利阿塔卡马沙漠的月亮谷。科学家表示火星土壤拥有与月亮谷类似的化学构成。
外星生命必须依赖水吗?科学家倾向肯定回答 [摘要]科学家发现海洋可能在外星生命诞生过程中起到重要作用,或者可以认为没有海洋可能就没有外星人。 据国外媒体报道,液态水对地球生命而言是至关重要的,那么地外生命在没有液态水的环境中是否能存活?从科幻片的角度看,有些外星生物可以在没有水的星球上生存,甚至可直接进入宇宙空间,也有研究猜测宇宙生命并不一定需要液态水,地球上的生命需要水并不代表其他行星上的生命也需要水才能生存,那么水对宇宙生命而言到底处于何种地位呢?来自东英吉利大学的研究人员发现海洋可能在外星生命诞生过程中起到重要作用,或者可以认为没有海洋可能就没有外星人。 到目前为止,类地行星的宜居性仍然处于研究之中,地球模式似乎在宇宙中是第一无二的,最新发表在《天体生物学》期刊上的研究论文表明,海洋在类地行星演化以及气候调节中发挥着重要作用。研究小组创建了一个被海洋覆盖的类地行星,并分析其海洋环流模式,不同行星的自转速率可影响到全球性的热传输,如果海洋存在于这颗类地行星上,那么其环流模式将大大改变。该校的大卫·史蒂文斯教授认为目前被发现的系外行星数量正在不断增加,而我们所进行的这项研究有助于回答哪些星球上能维持生命的存在。 我们知道许多系外行星都无法居住,因为它们的轨道太靠近恒星了,或者距离恒星非常遥远,只有适当的轨道半径才有可能形成稳定的液态水。全球性海洋的存在可对行星气候有较大的帮助,表面温度的变化会非常缓慢,温度波动较小对生命的诞生有着积极的意义,同时海洋还可以将热量导向行星上的各个区域,使得该行星有一个较大面积的可居住区域,适合生命的演化。 科学家发现火星就是一个比较典型的例子,其位于太阳系内的可居住区内,但是火星目前没有海洋,其表面温度变化范围较大,如果火星拥有全球性的海洋,那么火星气候就会更加稳定,有助于生命的诞生与演化。拥有海洋的系外行星比没有海洋的行星拥有更稳定的表面环境,有助于生命诞生
不妙!地球多项气候指数均破最高纪录 [摘要]7月17日,美国气象学会最新公布2013年度地球“体检报告”,结果表明多项气候指数均破历史纪录。 据国外媒体报道,7月17日,美国气象学会最新发布2013年全球气候状况报告,显示温室气体、海平面、全球气温和其它气候指数在2013年均保持上升趋势。 这份研究报告是由全球57个国家425位科学家共同完成的,提供了全球气候指标、显著气候事件的详细更新信息,同时包括收集的环境监控状况,大气、陆地、海洋和冰川的监控数据。 美国国家海洋和大气局负责人凯瑟琳-沙利文(Kathryn Sullivan)说:“这项研究更进一步地强化了科学家数十年来的观测结果:地球开始变得更加炎热。该报告提供一些重要的基础信息,我们需要研制新的工具和服务项目,适用于社会团体、商业领域,同时建造气候变化影响的恢复力。” 气候学家称,二氧化碳、甲烷和一氧化二氮等温室气体已达到破纪录水平,这是由于地球大气层诱捕的热量导致地球表面变得更加温暖造成的。 该报告指出,2013年燃烧化石燃料已达到历史最高水平。去年夏威夷莫纳罗亚山天文台观测的二氧化碳指数首次达到百万分之400,这一变化不容忽视。去年澳大利亚迎来了历史纪录上最炎热的一年,对于阿根廷和新西兰分别是历史上第二热年和第三热年。 自1880年开始记录天气状况以来,全球气温持续升高,依据不同科学团体的统计方法,2013年被标注为第二热至第六热之间。作为太平洋冰川融化和上升气温所形成的结果,海平面持续上升,全球海平面持续了过去20多年年均3.2毫米的上升速度。 这份报告里有许多对北极熊生存不利的消息,北极冰川持续融化减少,同时,北极陆地气温升高速度快过全球其它地区。此外,还有更多关于2013年全球极端气候事件的实例,例如:2013年11月,“海燕”超级台风摧毁了阿拉斯加州东南部地区。夏威夷莫纳罗亚山天文台观测发现2013年二氧化碳指数首次达到百万分之400
新理论认为黑洞死亡时转为白洞吐出已吞物质 北京时间7月22日消息,据英国《每日邮报》报道,一项新的理论指出黑洞的死亡方式可能是以转变为白洞的方式进行的。理论上来说,白洞在行为上恰好是黑洞的反面——黑洞不断吞噬物质,而白洞则不断向外喷射物质。 这一发现最早是由英国《自然》杂志网站报道的,其理论依据是晦涩的量子引力理论。科学家们相信这一发现或许将有助于解决长期以来的一个谜团,那就是:黑洞是否会毁掉被它吞噬的物质?根据这项理论,当黑洞抵达生命的终点,它会转变为一个白洞并将此前黑洞所吞噬的全部物质都重新释放出来。 根据《自然》杂志网站上这篇报道中所提及的内容,实际上黑洞从其诞生之时便开始了向白洞的转变过程,然而由于引力导致的时间膨胀,对于一个外部观察者而言,他们会以为黑洞延续了数百亿年甚至更久的时间,具体数值取决于黑洞的质量大小。如果这名作者的观点正确,那些形成于宇宙极早期阶段的小质量黑洞现在可能已经到了即将消亡的时刻,它们会像烟火那样消逝,而这一信号可能可以在高能宇宙射线或其它辐射范围内被探测到。 根据阿尔伯特·爱因斯坦的相对论,当一颗大质量恒星接近生命的终点,它常常会发生无法逆转的塌缩,形成一个黑洞,并将其周遭的一切物质——包括光——全部吞噬。 长期以来科学家们一直猜测在星系的核心部位存在大质量黑洞,并且随着它们吞噬更多周遭的尘埃,气体以及其他物质,它们的质量变得越来越大,自转速度也越来越快。但科学家们一直都找不到一套可靠的方法来测量黑洞的自转速度,直到去年情况才有所改变。 尽管黑洞难以探测,但它们的周围会发出剧烈的X射线辐射。使用美国宇航局新发射的核分光望远镜阵列(NuSTAR)以及欧洲空间局(ESA)的XMM-牛顿空间望远镜,一个国际天文学家小组观测了一个临近星系核心的超大质量黑洞释放出的高能X射线。 计算显示这一黑洞的自转速度几乎接近光速——达到惊人的每小时6.7亿英里(10.78亿公里)。美国马里兰大学天文学家克里斯托弗·莱纳德(Christopher Reynolds)并未参与这项研究本身,但他在一篇评论中对其进行了评价。他认为这是首次对一个超大质量黑洞的自转速率进行精确的测量。 所谓的超大质量黑洞,其质量可以达到太阳的数百万乃至数十亿倍,科学家普遍认为它们隐匿于星系的核心。它们拥有极高的密度和压力,并因此拥有强大的引力场,甚至连光线也无法从这里逃脱。科学家们根据其X射线辐射特征锁定这些庞然大物的位置。而确切的知道这些黑洞自转速度的快慢则将有助于科学家们了解其生长情况。 在2012年的几天时间里,这两台空间望远镜同时对漩涡星系NGC 1365内的一个超大质量黑洞进行跟踪。之所以选中这个星系,是因为其距离约为6000万光年,从宇宙学的角度来说,它比较近。有关的研究论文已经刊载于近日出版的《自然》杂志上。 那么我们不禁想问,在我们银河系中心的超大质量黑洞的自转速度有多快? 根据这项研究的第一作者,意大利阿切特里天体物理观测台的奎尔多·理萨里提(Guido Risaliti)的说法,这个问题很难回答,因为银河系内的这个黑洞并不像此次所观测的那个黑洞那么活跃。理萨里提表示,除了偶尔情况之外,我们银河系中心位置的黑洞几乎不会发出任何辐射,因此也就让计算其自传速度变得十分困难。 马里兰大学的莱纳德表示,目前已经很清楚,一些超大质量黑洞的自转速度非常快,因此我们需要更加强大的X射线波段空间望远镜。他表示:“我们正在了解一些宇宙中更为独特也更加强大的天体。这很酷!”黑洞:根据一项新的理论,黑洞在死亡前会转变为白洞并吐出所有它吞噬的物质反面:白洞是黑洞的反面。黑洞会吞噬物质,而白洞会向外吐出物质光年之遥:距离地球最近的黑洞大约在2.6万光年之外爱因斯坦:阿尔伯特·爱因斯坦的相对论描述了宇宙中黑洞形成的内在机制
震惊人类的“彗木大冲撞”事件20年纪念 [摘要]1994年苏梅克-列维9号彗星撞击木星,如今已经20年整,这是人类史上第一次观测到太阳系大型天体的撞击事件。 据国外媒体报道,苏梅克-列维9号彗星在1994年撞击木星,这是人类首次观测到太阳系内与行星有关的天体相撞事件,苏梅克-列维9号彗星体积较大,如果撞击地球,那么地球上的生命将不复存在,仅仅在木星上所留下的撞击痕迹和能量都是地球所不能承受的。当时美国宇航局的伽利略号探测器对撞击事件进行了观测,图中显示的就是苏梅克-列维9号彗星撞击木星的情景,其一个最大块的碎片正在撞击木星。撞击发生后火球从木星的南半球升起,这是我们首次记录这一罕见的场景。 在1994年7月16日至22日之间,苏梅克-列维9号彗星的碎片相继进入木星的大气层,美国宇航局组织了庞大的空间望远镜“舰队”对这起事件进行观测,伽利略号飞船虽然拍摄到彗星撞击的一刻,但是其还在飞往木星的图中,大约还有一年半的时间才能抵达木星,因此该飞船的拍摄位置相比较于陆基望远镜而言要好一些。与伽利略飞船相呼应的是旅行者2号探测器,其距离木星大约37亿英里,接近60亿公里,主要通过紫外光谱和行星射电观测仪对彗星撞木星事件进行观测。 除了伽利略探测器和旅行者2号外,尤利西斯飞船也开展了观测活动,其距离木星大约5亿英里,接近8亿公里,这些空间观测平台组成了庞大的监视阵容,观察彗星撞木星的一举一动。美国宇航局也动用了哈勃望远镜观测木星遭到撞击后留下的伤疤,哈勃望远镜上的广域行星相机2也拍摄到撞击的瞬间,并研究苏梅克-列维9号彗星撞击木星后是否可能对地球构成影响,提前对近地天体进行预警,跟踪潜在的小行星或者彗星碎片。 空间望远镜虽然拥有较好的观测位置,但美国宇航局还是使用了射电望远镜对撞击进行研究,NASA的深空观测网进可研究木星周围的辐射带,并探索彗星尘埃对辐射带的干扰。从地面到宇宙空间,美国宇航局等机构部署了大量的观测力量研究苏梅克-列维9号彗星与木星的撞击过程,这是关于太阳系大型天体撞击观测的珍贵资料。美国宇航局伽利略探测器拍摄苏梅克-列维9号彗星大块碎片击中木星的情景
美国公布火星地图:地质活动一直很活跃 英国《新科学家》周刊网站7月16日报道称,这幅了不起的地图前所未有地揭示了火星的地质细节,让我们对这颗红色星球炙热的历史有了新的认识。 美国地质勘探局网站公布的这幅地图,汇集了来自4个轨道飞行器——环火星勘测者、火星“奥德赛”号探测器、“火星快车”探测器和“火星勘测轨道飞行器”——长达16年的观测数据。 这是1987年以来的第一份火星全球地质图。这份地图显示,火星表面很大部分比原来认为的更古老,证实这个星球的地质活动一直很活跃,直到最近。 据报道,这份地图有助于为将要进行的飞行任务准确确定令人感兴趣的登陆点,比如定于2018年启动的欧洲航天局的EXOMars火星探测计划以及定于2016年启动的美国航天局“洞察”火星探测计划。该地图可以在美国地质勘探局网站上下载。美国地质勘探局公布的这幅地图,前所未有地揭示了火星的地质细节。
网络谣言传播源头识别精度提高:造谣者小心 在信息化时代的今日,在线社交网络与个人的生活密切相关。在线社交网络既能促进有益信息的传播,同时也为恶意信息的扩散提供了温床。如何快速而准确地识别恶意信息的传播源头(如网络谣言源、计算机病毒源),是网络科学中一个重要的基础问题。 日前,中国科大信息科学与技术学院博士生王朝旭和董文祥针对网络谣言源识别问题开展了深入研究,首次发现利用多样本观察知识能够为检测方法带来显著的分集增益。运用数理统计理论,他们从原理上证明,利用多样本观察知识,对于规则树状网络拓扑模型,能够将正确检测率由文献中单样本观察时的30.7%提升到趋近100%。进一步地,通过对多种实际网络模型的数值实验研究,证实了他们提出的多样本检测算法在实际场合中,有潜力大幅度提高谣言源识别的精度。 上述研究成果以正式论文的形式在ACM SIGMETRICS会议上报告。论文由王朝旭、董文祥和他们的导师张文逸教授,以及香港城市大学计算机科学系陈志为(Chee Wei Tan)博士合作完成,中国科大电子工程与信息科学系是该论文的第一完成单位和通讯单位。创立于1973年的ACM SIGMETRICS是计算机系统性能建模、测量和分析领域的旗舰学术会议,平均录用率仅为15%左右。此前四十余年中国大陆科研单位作为第一作者仅在该会议发表过六篇正式论文,其中中国科大在2010年由计算机学院作为第一作者发表过一篇正式论文。 中国科大学者的该成果在未来可望应用于网络执法机构进行网络取证等各种网络安全相关的领域,通过充分挖掘利用多个数据样本中所包含的潜在联合信息,快速而准确地识别出恶意信息的传播源头。小世界网络中谣言源检测结果无标度网络中谣言源检测结果
超大质量黑洞揭示星系进化 英国谢菲尔得大学科学家最新研究发现,一个星系中心超大质量黑洞正在向外喷射大量分子氢,而且喷射物速度高达每小时100万公里。 该研究成果解答了长期困扰科学家们的一个难题——星系进化谜团,同时也有助于科学家对银河系的未来命运有更清晰的认识,即50亿年之后会与仙女座星系碰撞。科学家们的研究成果发表于《自然》期刊之上。 在某些星系中心,超大质量黑洞会向外喷出大量的分子氢。由此可知,大多数冷气体都是来自于星系。由于冷气体是形成新恒星的必需物质,因此超大质量黑洞的行为会直接影响星系的进化。 根据星系进化的理论模型,这种分子氢喷射物是一个关键要素。但是,长期以来科学家们一直困惑不解的是,这些喷射物是如何加速的。近日,英国谢菲尔得大学物理与天文学系科学家与荷兰射电天文学研究所和美国哈佛大学天体物理学研究中心等机构科学家加强合作,首次找到了分子氢喷射物加速的直接证据。科学家们的研究成果表明,分子喷射物的加速是依靠电子喷射物的能量,这些电子喷射物的运动速度接近光速,它们又是由星系中心的超大质量黑洞所驱动。 科学家们利用位于智利的欧洲南方天文台的甚大望远镜对附近的IC5063星系进行观测后发现,分子氢正在以极高速度运动,速度大约为每小时100万公里,而且分子氢喷射物正在冲击着附近的高密度气体区域。 科学家们认为,这一发现或有助于帮助我们对银河系未来的命运和结局有更清晰的认识,大约在50亿年之后银河系将会与附近的仙女座星系相碰撞。两个星系碰撞之后,系统中心区域的气体将会变得更加稠密,从而为超大质量黑洞提供能量,有可能会导致新的喷射物的形成,接着再将星系的剩余气体喷射出去。这一过程可能就与我们现在所观测到的IC5063星系进化过程一样。 英国谢菲尔得大学物理与天文学系科学家克莱夫-塔德亨特教授介绍说,“喷射物中的大多数气体是以分子氢的形式存在,这种形式是脆弱的,相对低的能量就可以破坏这种存在形式。但特别指出的是,当电子喷射物以接近光速运动时,如果为分子氢提供加速度,那么分子氢就可能继续存在。”艺术构想图:星系中心的超大质量黑洞
美国2018年发射韦伯太空望远镜 能寻找外星生命 [摘要]美国宇航局将在未来数年内获得数具先进轨道望远镜,观测能力空间强大,科学家称有望发现系外生命。 据国外媒体报道,许多科学家认为人类并不是宇宙中唯一的智慧生物,我们已经发现银河系内至少存在十亿颗以上的行星有可能存在生命,只是我们还没有发现地外生命的存在。美国宇航局及其他机构的专家们在7月14日的会议上描述了未来系外行星与地外文明的调查路线图,这是一个寻找宇宙生命的旅程,未来将涉及到多具轨道望远镜计划。麻省理工学院行星科学和物理学教授萨拉·西格认为不久的将来人们可以指着一颗恒星说,那里有一颗与地球一样的行星。 科学家认为我们银河系内几乎每一颗恒星周围至少存在一颗行星,行星的数量在银河系内是非常庞大的,美国宇航局目前已经打造了强大的观测网对宇宙进行研究,在轨运行的哈勃空间望远镜、斯皮策望远镜、开普勒望远镜等都是观测系外行星的主力,以往我们的望远镜可以观测到宇宙中的恒星,但现在我们要发现恒星周围的行星世界,一颗恒星周围可能存在多颗行星,最新的望远镜技术可以发现它们,由此看到未来10年至20年内将有更多的系外行星被发现,尤其是类地行星。 美国宇航局计划在2017年发射系外行星勘测卫星(TESS),而举世瞩目的詹姆斯·韦伯空间望远镜将在2018年升空,还有一具望远镜被命名为广域红外巡天望远镜(WFIRST),显然未来数年内将迎来新一轮的空间望远镜发射浪潮,有趣的是WFIRST望远镜使用间谍卫星的平台,由美国国家侦察办公室移交,主镜面直径2.4米,原来设想用于天基监视,当NASA的科学家得知这一消息时感到非常惊讶且兴奋,不仅节省了经费,还获得了观测能力极强的平台,可比肩哈勃望远镜。 NASA在获得这些新的空间望远镜后,轨道观测能力将进一步提高,科学家认为我们不仅要发现系外行星,还要知道这些行星上到底有什么,比如大气中是否存在氧气、二氧化碳等,甚至是液态水。目前银河系内的系外行星观测结论主要来自开普勒望远镜,自2009年升空以来取得了大量的观测成果,确认了1700多颗系外行星,科学家从这些数据估计出银河系内大约有数十亿颗行星,太阳系周围的恒星世界中有10%至20%天体系统存在体积与地球接近的行星。 近年来有越来越多的超级地球被发现,这些行星比地球大数倍,质量也更重,但我们要寻找的是体积质量接近地球、轨道环境与地球类似的行星,这将是一个巨大的挑战,因为它们的信号非常微弱。试想一下,当我们发现系外生命的那一刻,整个人类将被唤醒,宇宙中不是只有我们。举世瞩目的詹姆斯•韦伯空间望远镜将在2018年升空
火星探测器将见证彗星奇观 今年下半年,天文学家们将有机会利用火星探测器,近距离观察掠过火星轨道的彗星奇观。 今年10月,一颗新生彗星即将造访太阳系中的红色星球;当它极速略过火星及其轨道上的宇航器时,天文学家们将“抢到前排”的观察机会。NASA的科学家们目前已经基本完成了此次观察工作的计划制定工作。 10月19号,一颗名为“塞丁泉”(Siding Spring)的彗星将从火星表面仅135000千米的地方俯冲掠过,这还没有地球和月球间距离的一半远。由于这是塞丁泉彗星进入太阳系内部的“处女之行”,彗星表面冻结了几十亿年的气体和尘埃终于有机会吸收到热量并被释放出来。 美国航空航天局(NASA)喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)下火星项目办公室的首席科学家理查德•楚雷克表示,“这是我们首次有机会在如此近距离观察长周期彗星的彗核部分。届时,火星将正好处于这片星尘的边缘。” 楚雷克领导的小组一直在分析从彗星上逸出的尘埃粒子是否会损害火星轨道上的人造空间探测器。现在有三个探测器绕火星运行(NASA的“火星奥德赛”和“火星侦察兵”,还有欧洲空间局的“火星快车”),此外,还有两个探测器预备将在今年9月份升空(NASA的MAVEN任务,以及印度的火星绕行任务)。彗星尘埃会以56千米每秒的速度极速飞向火星,这样的速度足以在任何保护层留下一个大坑。 然而楚雷克说,根据哈勃太空望远镜今年春天进行的观测结果,此次彗星释放出的尘埃量不足以让科学家们担忧。新的模型研究表明当彗星掠过距火星最近点一个半小时后,此时火星的位置将距彗星掠过的进路线仅27600千米,这是最危险的时间段。不过,在彗星尘埃如“洪水猛兽”般冲向火星的这“痛苦半小时”内,所有的人造探测器都恰好在火星的另一面运行,不会受到影响。这将是塞丁泉彗星进入太阳系内部的“处女之行”
科学家发现来自银河系外的神秘信号 据国外媒体报道,搜索外星智慧文明计划已经持续了近半个世纪,科学家仍然没有发现外星文明的信号,除了1977年科学家探测到一个窄频射电信号外,但目前为止没有发现可疑的宇宙信号。现在阿雷西博射电望远镜公布了一个消息:探测到一个神秘的脉冲信号,其持续的时间较为短暂,位于银河系之外,那么这个信号是不是外星文明的信号呢? 科学家认为阿雷西博射电望远镜探测到的可能是黑洞或者中子星合并时释放的脉冲信号,但只是可能,显然在该望远镜工作的科学家们对这个瞬间即逝的射电信号非常感兴趣。在7月10日在《天体物理杂志》上发表的论文暗示了该脉冲信号与黑洞蒸发、中子星合并、磁星能量释放有关,后者是一种拥有强大磁场的中子星,来自康奈尔大学的天文学教授詹姆斯·克洛德认为该信号也有可能是某种脉冲星所释放,那么这个射电信号到底是什么就成了天体物理学家要揭开的谜团。 位于澳大利亚的Parkes射电望远镜记录了一些南天的宇宙信号,科学家通过分析推测这个信号也可能来自地球,其来源或不在银河系之外,对此蒙特利尔麦吉尔大学天体物理学教授维多利亚认为这个结果很重要,因为其可以排除任何一个由宇宙天体所引发的脉冲行为,如果我们无法证明这个脉冲信号来自地球,那么只有可能来自地球之外,目前的迹象显示其来自银河系之外,可能是宇宙天体的行为,也不排除其他可能。这将会是一个非常激动人心的调查。阿雷西博射电望远镜探测到这个信号的时间是2012年11月2日,在过去的一年半时间内科学家一直在分析这个信号
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