钻石并不是人们所想象的那样神奇

2019-07-06 00:54:28 作者:管理一号  阅读:166 次  点赞:0 次  鄙视:0 次  收藏:0 次  由 www.agg.me 收集整理

 北京时刻7月5日音讯,据美国日子科学网站报导,人们经常说:“钻石是永久的!”,因而它成为永久爱情的标志。之所以这样以为或许是因为钻石是具有10亿多年前史的突变体岩石,它们在地球深层地幔经受了屡次揉捏压力和火热温度的检测,但事实上钻石并不是人们所幻想的那样奇特。

不管怎样,一大块碳需求很长时刻才干结晶构成一颗闪闪发光的钻石,事实上钻石构成时刻太长了,以至于科学家对其怎么构成的并不确认。一种盛行理论以为,当海床板块层(海洋板块的一部分)在大陆板块之下研磨,期间会构成钻石。

在这一过程中,大洋板块和海底一切矿藏质都深化地幔之下几百公里深处,在比地球外表温度高数千倍的高温文高压条件下缓慢结晶。终究这些晶体与叫做“金伯利岩”的火山岩浆结合在一起,以钻石的方式出现在地球外表。

支撑这一理论的依据还能够在海洋矿藏中发现,正是这些矿藏构成了闻名的蓝钻,例如:具有奥秘蓝色的——“期望之钻”。蓝钻是地球上挖掘最深、最稀有、价格最贵的钻石之一,因而很难进行研讨剖析。现在宣布在5月29日《科学发展》杂志的研讨报告为钻石的海洋来源供给了新的依据。在这项研讨中,研讨人员调查了一种更为常见的岩石结构——纤维状钻石,其内部有含盐沉积物。

与大多数用于婚礼钻石不同的是,纤维状钻石布满少数盐、钾和其他物质,关于珠宝商而言,它们的商业价值不高,可是关于那些揭晓其地下来源的科学家来说,这是一种十分有研讨价值的钻石。

研讨报告榜首作者、澳大利亚麦考瑞大学迈克尔·福特斯(Michael Forster)在一份声明中称,有一种理论以为,保存在钻石内部的盐分来自海水,但无法进行测验。

因而,福特斯和搭档并未盯梢剖析钻石的远古来源,而是企图在试验室里进行模仿试验,重建海底矿藏下沉到地幔时发作的超高热、超高压反响。研讨人员将海洋沉积物样本放在一个装有橄榄岩矿藏的容器之中,橄榄岩是一种火山岩,广泛存在于人们以为钻石构成的地球深处。然后,他们将混合物暴露在模仿地幔的超高温、超高压环境中。

研讨人员发现,当混合物接受4-6吉帕压力(平均海平面大气压40000-60000倍),温度到达800-1100摄氏度时,橄榄岩将构成具有纤维钻石相似特点的盐晶体。换句话讲,当远古海床滑入地幔深处“坩埚”中,磕碰效果将为钻石构成发明完美的条件,用纯碳制成、不含任何沉淀物的钻石也能够运用该办法制作。

福特斯说:“咱们知道,在钻石构成的过程中其周围必定存在某些含盐液体,现在咱们已证明,海洋沉积物契合该条件。该试验还制作出对金伯利岩构成至关重要的矿藏质,在火山爆发期间,钻石通常会附着在金伯利岩外表。”

因而,钻石或许见证了地球远古海洋的前史,它是在地球极点环境下构成的。近期《天然》杂志宣布研讨报告称,钻石中含有微量发光矿藏质,很或许源自46亿年前一次中子星磕碰事情的,其时太阳系下了一次“珠宝雨”。

英国一项触及近1000人的最新查询报告标明,大多数人关于逝世和病笃的实在状况一窍不通

北京时间7月5日音讯,据美国日子科学网站报导,美国政治家、科学家本杰明•富兰克林(Benjamin Franklin)曾幽默地说过:“日子中仅有确认的工作便是逝世和税收!”如今许多人能够不予理睬地说:“为什么逝世和税收是日子仅有确认的?对此我都不了解。”

现在,英国一项触及近1000人的最新查询报告标明,大多数人关于逝世和病笃的实在状况一窍不通。5月8日发布的最新查询中,60%受调者供认他们对逝世前几个小时发作的工作了解甚少或许一窍不通。更为重要的是,那些供认自己对逝世无知的受调者中,半数以上标明他们在生命最终时间会与或人在一起。

这看起来像是一项严厉严酷的民意查询,可是英国医学科学研讨院标明,此类研讨具有重要意义。该研讨院一份声明称,逝世和濒危逝世在西方文化中是忌讳论题,人们往往回绝议论。据悉,在承受查询的966名英国成年人中,其间354人回绝答复任何关于逝世的问题。

这种缄默沉静导致人们对逝世的遍及无知,例如:仅有42%受调者标明,他们会向朋友或许家人寻求有关逝世和临终关怀的信息;22%受调者标明,他们会向专业医师咨询有关逝世的状况;16%受调者标明,他们从虚拟的电影和电视节目中取得关于人类弥留之际的重要信息。

英国苏塞克斯大学、医学科学研讨所戴姆·莱斯利·法洛菲尔德(Dame Lesley Fallowfield)教授说:“电影和电视节目很少描绘‘正常逝世进程’,关于许多人来讲,逝世是一个温文、安静和没有苦楚的工作。尽管失掉亲人是十分沉痛的,可是一些人会安然议论亲人的逝世,他们将逝世视为一种实在体会。咱们需求揭开逝世的奥秘面纱,更多地议论剖析这一进程。”

查询结果标明,缺少第一手资料可能会加重人们对逝世的惊骇。根据法洛菲尔德的观念,状况并非总是如此,当受调者被问及是否对朋友、爱人逝世而忧虑时,62%受调者称为亲朋爱人处于苦楚而感到忧虑,52%受调者称他们对这类事感到惊骇。

为了协助处理这些问题,并鼓舞更多关于逝世的揭露对话和教育,现在医学科学研讨院正在建议一场全国范围内的认识运动。人们能够在该组织的网站或许“逝世重要性”网站取得更多的信息。

北京时间7月1日音讯,据国外媒体报道,科学家们有朝一日或许能“操作”人们的大脑、然后根绝伤口性回想对心智的心情影响,大脑中的一处小型结构或许是未来医治抑郁症、焦虑症、以及伤口后应激妨碍症(PTSD)的要害,医师们能够使用这一结构,强化患者的正面回想、或按捺负面回想。

大脑中有一处形状相似腰果的结构,名叫海马体,其间储存着构成回想的感官和心情信息。这些回想或许是正面的,也或许是负面的。世上不存在两段完全相同的回想,咱们具有的每段回想都储存在一套共同的脑细胞组合中,其间包含着与这段回想相关的一切环境与心情信息。海马体自身尽管很小,但含有许多不同的子区域,这些子区域协同协作,便能引发一段特定回想的构成要素,只需你知道该影响海马体中的哪个区域,就能容易操作回想。未来有一天,这项技能或许能够为受负面回想困扰的人们供给定制化医治计划。

许多精神妨碍症——特别是伤口后应激妨碍症,发生的根底都是患者阅历了一段伤口性的事情,且一直无法从中走出,由于他们总是一而再、再而三地回想起其时感受到的惊骇,研讨显现,伤口性回想会成为沉重的心情桎梏,假如人为激活海马体底部的回想细胞,这些负面回想便会使人愈加苦楚难当,而与之相反,若影响海马体顶部的回想细胞,苦楚回想对人们心情的影响则会有所减轻,让人们回想起这段回想时、感觉不再那么苦楚。

至少在小鼠身上的试验结论是这样。

使用光遗传学技能,科学家对海马体中的不同回想细胞别离做了符号,在激活这几类回想细胞时,雄性小鼠会别离生成新的正面、中性和负面阅历回想,例如,正面阅历或许是与一只雌鼠相遇时的情形,负面阅历则或许是脚上细微触电的感觉。接下来,经过辨认哪些细胞参加了回想构成进程(他们使用了一种发光绿色蛋白质,在细胞被激活时会随之亮起),他们之后使用激光激活相关回想细胞、又成功引发了与之对应的特定回想。

他们的研讨显现,海马体的顶部和底部扮演着天壤之别的人物,激活海马体顶部好像相似于露出疗法,经过让负面回想释放出来、到达完结伤口的意图,但激活海马体底部则会导致试验目标发生经久不散的惊骇感、并引发与焦虑相关的行为改变,阐明当某段回想随同的心情过于激烈时,这部分脑区也或许过于活泼,因而使患者感到虚弱。

两处脑区之间的差异非常显着,阐明假如能对海马体底部的活泼度进行按捺,或许有助于医治伤口后应激妨碍症和焦虑妨碍症,这一发现或许仍是增强认知才能的要害,就像2011年的电影《永无止境》中,主角服用了一种特别药片后,回想力和大脑功用都明显增强。

回想操作仍是个新式范畴……这项研讨听上去有些像科幻著作,但其实相当于‘预演’了一下咱们人为增强或按捺回想的才能,咱们间隔在人类身上运用该技能还有很远,但这一概念现已得到了验证。

尽管小鼠大脑和人类大脑不同很大,但研讨小鼠大脑中的基本原理也能协助该团队制作出人类大脑中的回想运作蓝图。能够按需求激活特定回想、以及大脑中与回想相关的特定脑区,能够让研讨人员清晰不同脑区被过度激活时发生的副作用。

[PConline 资讯]众所周知,土星是一颗有光环的行星,但它并不是仅有一颗。事实证明,环绕行星的光环并不那么稀有,至少在我们太阳系的一些行星上有这样的光环。天王星就是其中之一,尽管它的光环非常微小,直到20世纪70年代末才被发现,但科学家们对它们表现出了极大的喜好。

据外媒报道称,科学家近来运用智利(Chile)的超大望远镜和大毫米/亚毫米阵列(ALMA)进行的一项新的查询活动,为我们供应了一个恰当一起的天王星环观测视角。望远镜上极点活络的仪器使科学家们可以捕捉到这颗行星的热图像,然后了解它的薄环的温度。天王星是一个非常严寒的当地,但它的环实际上比人们梦想的要温暖一些。但它们仍然非常,非常冷,但是它们仍然释放出满意的热量,可以通过热梦想看到。

那么,当我们谈论像天王星这样的星球时,到底是有多么温暖?研讨人员标明,根据读数,环约为77K。将其转换为华氏温度为零下321度,所以的确仍是很冷的。

 

尽管如此,这比地球表面最冷的部分还要温暖一些,它可以低于华氏零度以下370度以下,这就是为什么环形好像在图像中与下面的大部分地球比较宣告的温暖。在这幅图中,环中最明显的部分被称为Epsilon环,科学家们正在研讨它与我们系统中其他行星的环有多大的不同,比如土星。

该研讨的第一作者Edward Molter在一份声明中说:“我们现已知道这个环有点乖僻,但由于我们看不到更小的东西了。 有些东西一直在清扫那些较小的东西,或许都混合在一起。这是了解它们的成分以及全部环是否来自相同的材料的一个进程。”

人们对香菜的点评,可谓是两极分化很严重了。有人以为它具有令人愉悦的香味,是装点、提味菜肴的必备品,也有人觉得它恶臭无比,还因而成立了“反香菜联盟”。

关于香菜终究是香是臭的争辩或许从它具有姓名的时分就开端了,香菜的拉丁学名Coriandrum,最早来历于古希腊语,据说是借用的当地一种有不行描绘气味的臭虫的姓名。

但上千年过去了,香菜并没有被“封杀”,反而成了随处可见的食物,咱们翻译时也将其冠以“香”之名。

 

那么,香菜具有的是令人愉悦的香味,仍是让人憎恨的臭味?为什么人们对它有天壤之别的情绪?咱们先来认识一下香菜。

1沿着丝绸之路而来的香菜

香菜的学名叫芫荽[yán suī] ,原产于中亚和南欧,或许近东和地中海一带。那香菜是什么时分在我国呈现的呢,古时分的人也对它这么“泾渭分明”吗?

把香菜带到我国来的人便是打通了汉朝通往西域“丝绸之路”的张骞,公元前119年,他将华夏文明传达至西域,又从西域诸国把香菜、大蒜、芝麻等新物种带到了华夏地区,其时香菜的姓名还叫“胡荽”。

北魏时,“胡荽”的栽培技能现已适当纯熟,遍及华夏各地,北魏农学家贾思勰在《齐民要术》中就专门记载:胡荽宜黑软青沙良地,三遍熟耕。在那个时分,香菜已成为我国人餐桌上的日常菜肴了。

李时珍便是一个香菜的坚决支持者,在他的作品《本草纲目》中有写道:“胡荽处处种之,冬春采之,香美可食”。魏晋之后,控制华夏的胡人不喜“胡荽”这个姓名,所以从那个时分开端,“胡荽”又称“芫荽”了。

栽培的香菜

尽管香菜在我国现已有了几千年的前史,但依据2012年美国的研讨人员在世界范围内对超越25000人进行的一项查询显现:

东亚人是厌烦香菜人数最多的集体,厌烦香菜人群占比高达21%;欧洲和非洲也别离有17%和14%的人表明厌烦这种食材;而在香菜的来历地中东地区,人们对它仍是有偏心的,仅仅有3%的人厌烦香菜。

2香菜的“香”终究是什么?

通过运用现代科学仪器对香菜叶子的化学成分进行剖析,科学家们发现了大约有40多种化合物,其间82%都是醛类,17%是醇类,所以醛类化合物是香菜激烈气味的首要来历,有一股大多数厌烦香菜的人所说的番笕味。

 

少数醇类中的“明星物质”芳樟醇,终年霸占着全世界最常用和用量最大的香料榜单第一名。

3“香“”臭”之争的科学解说

已然大部分的化学物质都能够解析出来,而且品种和含量也被具象化了,终究为什么不同的人对香菜的认知存在如此大的差异呢? 除了文化环境的影响,还有什么要素会影响咱们对香菜的喜爱?

美国的科学家通过研讨发现,从基因的层面上或许能够答复这个问题,香菜厌烦者和普通吃货们有一个很重要的基因不同。

 

在人类11号染色体上有一个嗅觉受体基因“OR6A2”,这串杂乱的编号就适当于基因的“身份证”,意思是嗅觉受体宗族6,亚宗族A,成员2。这段基因会参加人体对气味的感觉感知,并对香菜特别滋味的来历——醛类化学物质特别灵敏。

 

研讨以为,在嗅觉受体基因“OR6A2”片段上,有着两段等位基因的人会更倾向于厌烦香菜,这很可能是由于呈现了基因变异。

这种变异能使人们对香菜特别气味的醛类物质反常灵敏,能够更激烈地感知到这种特别气味,以至于闻起来像是番笕,继而造就了他们关于香菜的厌烦感。

4被“气味”掩盖的养分价值

其实香菜值得研讨的当地远不止它的气味,这种共同的“香气”隐瞒住了它许多的养分价值,假如你了解吃香菜的优点,也有可能会改动对香菜的观点。

香菜除了作为重要的蔬菜食材与香料外,它含油量到达20%的种子提炼出的芫荽精油,在中世纪的欧洲就曾药用于医治女人月经不调。

 

香菜中各养分素含量也不低,最首要的有维生素C、膳食纤维、胡萝卜素、钙、钾等。香菜中维生素C的含量高达48mg/100g,归于蔬菜中的上流,能够比美柠檬中维生素C(50mg/100g)的含量。

一起香菜作为一种调味蔬菜,一般不会通过高温烹饪,然后能够避免维生素C的丢失。

香菜中的钙含量高达101mg/100g,乃至接近于以高钙著称的牛奶。不仅如此,香菜中的纤维、胡萝卜素以及钾元素等含量较同类食物也较高。

 

从基因视点上来看,东亚人尽管最排挤香菜,但养分如此丰厚的香菜,无疑深深招引了蔬菜匮乏的岛国公民的目光。在日本,他们发明晰香菜火锅、香菜浴室、香菜酱油等等各种调配。

不太喜爱香菜的朋友或许能够尝试着承受它,由于它的确是一种十分健康的食物。

但假如由于吃了两根香菜恶心得吐了半响就因小失大了,究竟科学现已为咱们解说了,不吃香菜并不仅仅只是由于挑食,有些人不喜爱香菜可能是由基因先天决议的。

科学家在一项高压高温试验中重现了含盐钻石的构成进程,标明地球上许多钻石都是在地幔揉捏远古海床矿藏质的进程中构成的。科学家在一项高压高温试验中重现了含盐钻石的构成进程,标明地球上许多钻石都是在地幔揉捏远古海床矿藏质的进程中构成的。

 北京时刻6月19日音讯,据美国日子科学网站报导,人们经常说:“钻石是永久的!”,因而它成为永久爱情的标志。之所以这样以为或许是因为钻石是具有10亿多年前史的突变体岩石,它们在地球深层地幔经受了屡次揉捏压力和火热温度的检测,但事实上钻石并不是人们所幻想的那样奇特。

不管怎样,一大块碳需求很长时刻才干结晶构成一颗闪闪发光的钻石,事实上钻石构成时刻太长了,以至于科学家对其怎么构成的并不确认。一种盛行理论以为,当海床板块层(海洋板块的一部分)在大陆板块之下研磨,期间会构成钻石。

在这一进程中,大洋板块和海底一切矿藏质都深化地幔之下几百公里深处,在比地球外表温度高数千倍的高温文高压条件下缓慢结晶。终究这些晶体与叫做“金伯利岩”的火山岩浆结合在一起,以钻石的方式出现在地球外表。

支撑这一理论的依据还能够在海洋矿藏中发现,正是这些矿藏构成了闻名的蓝钻,例如:具有奥秘蓝色的——“期望之钻”。蓝钻是地球上挖掘最深、最稀有、价格最贵的钻石之一,因而很难进行研讨剖析。最新的研讨报告为钻石的海洋来源供给了新的依据,在这项研讨中,研讨人员调查了一种更为常见的岩石结构——纤维状钻石,其内部有含盐沉积物。

与大多数用于婚礼钻石不同的是,纤维状钻石布满少数盐、钾和其他物质,关于珠宝商而言,它们的商业价值不高,可是关于那些揭晓其地下来源的科学家来说,这是一种十分有研讨价值的钻石。

研讨报告榜首作者、澳大利亚麦考瑞大学迈克尔·福特斯(Michael Forster)在一份声明中称,有一种理论以为,保存在钻石内部的盐分来自海水,但无法进行测验。

因而,福特斯和搭档并未盯梢剖析钻石的远古来源,而是企图在试验室里进行模仿试验,重建海底矿藏下沉到地幔时发作的超高热、超高压反响。研讨人员将海洋沉积物样本放在一个装有橄榄岩矿藏的容器之中,橄榄岩是一种火山岩,广泛存在于人们以为钻石构成的地球深处。然后,他们将混合物暴露在模仿地幔的超高温、超高压环境中。

研讨人员发现,当混合物接受4-6吉帕压力(平均海平面大气压40000-60000倍),温度到达800-1100摄氏度时,橄榄岩将构成具有纤维钻石相似特点的盐晶体。换句话讲,当远古海床滑入地幔深处“坩埚”中,磕碰效果将为钻石构成发明完美的条件,用纯碳制成、不含任何沉淀物的钻石也能够运用该办法制作。

福特斯说:“咱们知道,在钻石构成的进程中其周围必定存在某些含盐液体,现在咱们已证明,海洋沉积物契合该条件。该试验还制作出对金伯利岩构成至关重要的矿藏质,在火山爆发期间,钻石通常会附着在金伯利岩外表。”

因而,钻石或许见证了地球远古海洋的前史,它是在地球极点环境下构成的。近期《天然》杂志宣布研讨报告称,钻石中含有微量发光矿藏质,很或许源自46亿年前一次中子星磕碰事情的,其时太阳系下了一次“珠宝雨”。

自从人类诞生以来,人们就对头顶的天穹充满了好奇心。在古代,人们通过肉眼观察天空。西方的上帝创世,东方的盘古开天,这些富含人类智慧的古代神话都反映出了人类对于宇宙根源及其演变的探究热情。随着科学技术的发展,当今科学家们则利用卫星、激光、大型天文望远镜和超级计算机来对宇宙进行观察与研究,层出不穷的新发现,不断刷新着我们对宇宙的理解。

美国国家航空航天局(NASA)官网近日公布了一项来自哈勃太空望远镜的最新研究成果。文章称:哈勃发现宇宙的膨胀速度比之前预测的还要快9%,且这种差异是偶然性的概率从三千分之一降低到了十万分之一。

有人可能会问,人类到底是如何发现宇宙在加速膨胀?最新的研究结果又是如何解释的?想要回答这一系列问题,我们还得从宇宙大爆炸理论说起。

(图片来源:Freepik.com)

宇宙大爆炸理论

20世纪以来,美国科学家伽莫夫(George Gamow)提出的大爆炸理论解释了宇宙的诞生,即宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。而后美国著名天文学家哈勃(Edwin Powell Hubble)观测到“所有星系都在彼此互相远离”这个现象,并提出了宇宙正在膨胀的假说。最近,天文学家们又有了新发现——宇宙不只在膨胀,还在加速膨胀。

1998年,美国科学家亚当里斯(Adam G Riess)和索尔珀尔马特(Saul Perlmutter)通过哈勃望远镜对超新星爆发光谱进行观测,各自独立地发现了“当前宇宙在加速膨胀”这个现象。该结论一经发表,便引起了物理学界的重大反响。接下来几年里,这一事实分别被其他不同的天文观测实验证实,例如测量宇宙微波背景辐射的美国WMAP(Wilkinson Microwave  Anisotropy Probe)卫星实验和测量宇宙大尺度结构的美国光谱巡天实验等。

根据WMAP对宇宙微波背景辐射的观测所绘制的图像(图片来源:NASA)

宇宙加速膨胀速率是否可测

在证实了宇宙加速膨胀这一事实之后,人们便开始对宇宙膨胀速率进行测量。欧洲航天局的普朗克卫星,美国航天局的哈勃太空望远镜,这两个集聚人类顶尖科技的观察装置,成为了人们手中测量宇宙膨胀速率的“神兵利器”。

哈勃太空望远镜(图片来源:NASA)

宇宙膨胀速率,又被称为哈勃常数,通常用H表示。计算宇宙膨胀速率需要三个步骤。首先利用“宇宙距离阶梯”来确定宇宙中星系与星系之间的距离。这种方法依赖于精确测量到邻近星系的距离,然后将它们的恒星作为里程标记,再通过这个标记来测量更远距离的星系。最后天文学家利用这些测得的星系之间的距离,以及星系发出光线到达地球所产生的红移,来计算宇宙膨胀速率。亚当里斯和他的团队自2005年以来一直在研究利用哈勃太空望远镜改进这种距离测量方法,提升哈勃常数测量的精确度。

计算哈勃常数的三个步骤(图片来源:HUBBLBSITE)

衡量星系之间距离的“量天神尺”:造父变星

一个多世纪以来,天文学家一直使用造父变星作为宇宙标尺来测量附近的星系之间的距离。这是一种比较神奇的恒星,它的亮度会随时间呈周期性的变化,通过精确测量造父变星亮度随时间变化的周期关系,就可以确定星系之间的距离。但是如果想要测量距离我们非常远的星系的距离,就需要采集一系列造父变星的精确定位,这种行为耗时之多以至于几乎无法实现。因此,亚当里斯团队采用了一种聪明的新方法,称为DASH(漂移和偏移),即利用哈勃望远镜作为照相机来快速拍摄极其明亮的造父恒星的图像,这就消除了对精确定位的耗时需求。

 

“当哈勃太空望远镜锁定某个造父变星来精确定位时,它只能在每绕地球轨道一圈时观测一次,而它绕地球一圈需要90分钟。因此,哈勃太空望远镜观察每一个造父变星都是非常耗时的。”亚当里斯小组的成员斯特凡诺·凯瑟塔诺解释道:“相反,如果我们寻找彼此之间距离足够近的造父变星群进行观测,我们就可以在它们之间移动,而无需重新校准望远镜指向。同时,如果这些造父变星非常明亮,那我们只需要观察很短的时间。通过控制陀螺仪来稳定哈勃望远镜的指向,我们便能够在一个轨道上观察到十几个造父变星。”

这些测量帮助亚当里斯团队更加精确了造父变星的真实亮度。有了这个更精确的结果,研究小组就可以“拧紧”延伸到太空深处的宇宙距离阶梯的其余部分的“螺栓”,让这把宇宙“标尺”的精度更上一层楼。

哈勃太空望远镜下的大麦哲伦星云(图片来源:HUBBLBSITE)

在随后的十几年里,亚当里斯团队利用哈勃望远镜在大麦哲伦星云中观测了70颗造父变星。通过将大麦哲伦星云中的造父变星和在超新星系中的类似恒星作对比,他们重新修正了宇宙距离阶梯。从而将哈勃常数的不确定度从先前的2.2%降低到了1.9%。

宇宙加速膨胀的程度超出预期

2009年,美国航空航天局NASA公布哈勃常数的最新估计值是每秒每百万秒差距74千米(46英里)。这意味着,由于宇宙的膨胀,星系和我们地球之间的距离每增加300万光年,星系远离地球的速度增加74千米每秒。这个数字表明,宇宙的膨胀速度比预测的67千米(41.6英里)每秒每百万秒差距的速度快9%。

随着测量结果精确度的不断提高,亚当里斯团队发现,利用哈勃太空望远镜所的数据计算得到的哈勃常数,仍与普朗克卫星通过观测宇宙早期微波背景辐射得出的预期值不一致。普朗克卫星通过对宇宙进行全景“扫描”,发现了宇宙只有38万岁时的微波背景辐射,展示了在宇宙早期,密度略微不同导致的温度的细微起伏,天文学家据此对哈勃常数做出了预测。团队经过检查之后发现,虽然哈勃太空望远镜和普朗克卫星的测量结果不一致,但这两项“神兵利器”的测量结果本身都没有任何问题。

“这不仅仅是两个结果不同的实验,”亚当里斯对此解释说:“我们正在测量一些根本不同的东西。哈勃太空望远镜实验是测量今天宇宙膨胀的速率,而普朗克卫星实验是基于早期宇宙理论和测量早期宇宙应该以多快速度膨胀的预测。这两个值之间的不一致不是巧合,所以我们很有可能遗漏了连接两个时代的宇宙学模型中的某些东西。”

宇宙背景探测卫星(COBE), 威尔金森微波各向异性探测器卫星(WMAP)和普朗克卫星取得的宇宙微波背景辐射分辨率比较(图片来源:NASA)

作一个形象的比喻:宇宙每分每秒都在变大,星系之间的距离正在拉长,就像面团一样在烤箱里不断膨胀。根据爱因斯坦的广义相对论,宇宙这个包含了重子、暗物质、光子、中微子等物质的面团只会减速膨胀。但是随后,人们经过测量发现面团好像多放了酵母一样,膨胀的速率比预想的要快。

那么宇宙中这个神秘的“酵母”到底是什么呢?

一个观点是由约翰霍普金斯大学的天文学家提出的“早期暗能量”理论。该理论认为,在年轻的宇宙中出现了一种意想不到的暗能量,到现在为止,这种暗能量已经占据了宇宙70%的容量。这个理论如果是事实,表明宇宙的演化就像一个最简单的按部就班的戏剧。

天文学家们假设暗能量存在于大爆炸后的第一秒,大爆炸将所有物质推送到整个空间,然后开始初始膨胀。在大爆炸之后不久,暗能量也紧接着进行了好几次的爆发,从而导致当今宇宙的加速膨胀。亚当里斯表示,这种“早期暗能量”的存在可以解释哈勃太空望远镜和普朗克卫星测量出的两个哈勃常数之间的差异。

约翰霍普金斯大学的天文学家提出的另一种观点是,这种“酵母”可能是宇宙中含有一种新的亚原子粒子,来源于核反应和放射性衰变,其速度接近光速。这种快速粒子统称为“暗辐射”,包括先前已知的中微子等粒子。这种新粒子的存在,导致哈勃太空望远镜和普朗克卫星测量出的两个哈勃常数之间产生了差异。

此外,宇宙加速膨胀还有一个比较大的可能原因是暗物质(一种不由质子、中子和电子组成的不可见物质)与正常物质或辐射的相互作用比先前假设的更强烈。

以上都还是未经证实的猜想,宇宙加速膨胀的真正原因仍然是个谜。这个令人烦恼的问题也令亚当里斯束手无策,但是他的团队将继续使用哈勃太空望远镜进行实验测量,进一步提高哈勃常数的精确度。如果哈勃常数的不确定度能够降低到1%,将更有助于天文学家发现这个神秘“酵母”的真身。

被暗物质包围的地球(想象图)(图片来源:NASA)

本年是“五四运动”100周年,一百年前的年轻人,用他们的爱国心、民族情深刻地改变了我国。一百年后,新一代年轻人也在改变着这个国家,从科研到艺术,从教育到普通岗位,为国家甚至为整个世界,奉献着才智、热心、汗水。他们的成长也与这个年代严密相连,他们是这个年代的“新青年”。

“人们常常对亲眼可见的世界繁星感爱好,但黑洞却一向掩藏于漆黑和不知道中,作为学者咱们有责委任科学与思想去拨开太空深处的迷雾,凭仗黑洞了解更多的天然奥妙。”

苟利军

在西北小县城长大,考入南京大学地理系,赴美肄业,归国效能,天体物理学家苟利军现在是国家地理台恒星级黑洞研讨立异小组负责人。回忆自己的求知之路,苟利军说自己是走运的,参加并见证了这些年我国地理学的蓬勃开展。

推开国家地理台研讨员、中科院大学地理学教授苟利军的办公室,一个不大的空间里堆满了书本,书桌后一幅“四维虚空”的书法古拙又风趣,书桌的正面临是一块写满鳞次栉比公式的大白板。

不同于人们对物理学家正襟危坐拘束的刻板形象,苟利军特性和顺,喜好广泛,办公室墙上挂着NBA金州勇士队库里的球衣,往常坚持每周踢一次足球,“权当锻炼身体,”苟利军笑着说自己踢球水平一般。在往常科研和带教学生的作业之外,苟利军闲暇时还爱做科普,翻译地理相关书本、兼任《我国国家地理杂志》履行主编、出去做科普讲座,苟利军愿意将自己的研讨向群众遍及,“基础学科的研讨或许一辈子都出不了大效果,但其间一点点开展都能给人们日子带来深远影响,所以让群众了解咱们的作业,也是有含义的。”

苟利军对地理开始的猎奇,便是源自于你我小时候关于星空的猎奇。“几年前《Nature》杂志的一位地理修改来北京拜访国家地理台,就说他从前做过简略的调研,大约90%的孩子都会对星空感爱好,还有一类东西小朋友会感爱好,便是恐龙。”不过关于星空奥妙猎奇的满意源于一本现已停刊了的杂志《飞碟探究》,各类猎奇的世界探究故事中夹杂着一些地理发现的音讯,便是在这些琐细的信息中,其时仍是孩提的苟利军第一次看到了“黑洞”,“杂志上说黑洞的破坏力很大,这不只让我感到别致,也有些惧怕。我父亲也不明白地理学,但他后来仍是帮我查了,再一知半解地告诉我。这就算敞开了我心里那道通向世界星空的大门吧。”

苟利军说,现在自己出去做科普讲座,也常常碰到小朋友严重地问地球会不会被黑洞吸进去,或许其它看似十分简略的问题。他自己都是很愿意而且仔细的去回复,由于猎奇的萌发需求保护和扶持。

中学阶段,苟利军了解到南京大学地理系,便心向往之。第一次高考由于过分严重,苟利军的成果只达到了师范类院校的选取分数线,但他不肯抛弃自己的地理愿望,“我的爸爸妈妈很开通,虽然他们很想让我去学一些十分有用的专业,可是他们终究支撑了我的决议,复读一年后,总算踏进了南京大学的校门。”

使用LAMOST发现新的系外行星族群--热海星

在许多普通人的形象里,地理学似乎是个浪漫的学科,仰视星空,探究世界。可关于地理系的学生来说,日常日子里更多的却是数学、物理、计算机等基础学科的单调学习,“其实地理学是个冷门而且小众专业。”苟利军说,“许多学生由于爱好而来,但在学习中却发现与自己幻想中不同很大,有的半途转了专业,有的在毕业时转做了其他作业。”苟利军毕业时,班级里总共15个学生,包含他只要3个持续留下来从事地理学研讨,更多的人转投了包含计算机的其它职业。

但关于苟利军来说,经过望远镜了解悠远天体或许世界运转背面的物理规则,这让他更为喜爱。2001年凭仗专业上的优异体现,苟利军前往美国宾夕法尼亚州立大学读博,2007年随后进入哈佛大学读博士后。“地理学是一门观测驱动的学科,有必要有好的设备,比方我国现在通用型望远镜的最大口径是2.4米,而美国在上世纪20年代就有2.5米口径的望远镜,欧美国家起步早,他们在地理学范畴的研讨是十分抢先的,”苟利军说在哈佛的5年时刻让他拓荒了视界,也坚决了其持续科研的决心。

不断地尽力也取得收成。2012年,苟利军回到国内参加我国科学院国家地理台,成为了国家地理台恒星级黑洞研讨立异小组的负责人。

关于自己的研讨,苟利军打了个形象的比方:“咱们就好比是在给黑洞画像,黑洞有太多的谜题等候咱们去探究,凭仗黑洞能够让咱们了解更多的天然奥妙,比方咱们之前借由两个黑洞兼并才初次证明引力波的存在,最近地理学家们得到首张黑洞的‘相片’,也能让咱们更深化地了解爱因斯坦的广义相对论。”

虽然起步晚,但这些年,由于我国经济和航天的迅速开展,我国地理的开展也十分迅猛。苟利军说:“我在哈佛的研讨课题便是关于黑洞观测的,但其时和国内科研人员联络不多,其间一个重要原因是国内缺少相应的观测数据,在2年前,2017年6月咱们国家刚刚发射了自己的首颗X射线地理卫星‘慧眼’,从这个比方也能够看到咱们的地理学正在快速追逐发达国家。”

“慧眼”卫星是我国首颗X射线太空望远镜,它能穿过星际物质尘土的遮挡“看”世界中的X射线源,具体研讨黑洞和脉冲星,并监测伽马射线暴。“慧眼”能够对世界天体高能事情完成全地利、大范围观测。

回到国内,苟利军慨叹短短几年我国对外学术沟通改变巨大,“还在南京大学读书时,感觉世界学术沟通还比较稀罕。回到北京后,世界间的学术沟通现已稀少往常。我国现在对地理学的开展也很注重,国家地理台作为国内最大的地理研讨组织,招引了许多国外的顶尖学者和科学家来访,他们也想来看看我国的巨大改变。还有许多现已在国外大学拿到教职身份的我国学者也挑选回到国内开展,在我国有更多更好的时机。”

“地理学研讨的开展现已不同于本来单打独斗的形式,而是进入了全球性更大、更深的沟通,需求许多世界和组织协同协作。我国的研讨水平在飞速开展,所以一些严重地理协作项目中,也呈现了我国的身影。”

TMT-30米口径光学望远镜

苟利军介绍,比方正在美国夏威夷缔造的30米望远镜(Thirty Meter Telescope,TMT) ,TMT将把望远镜活络度和空间分辨率等技术指标提高到史无前例的程度,其强壮的洞悉世界的才能必将引发地理学研讨的跨越式开展,并在提醒暗物质和暗能量的实质、勘探世界第一代天体、了解黑洞的构成与成长、探察地外行星等前沿科学范畴做出严重打破性发现。TMT的研制团队首要包含美国和加拿大56所大学和国立研讨组织,我国科学院国家地理台在其间扮演着十分重要的效果,包含后端勘探、镜面磨制等多项协作。

平方公里阵列射电望远镜(SKA)

正在澳大利亚和非洲缔造的下一代超级射电望远镜——平方公里阵列射电望远镜(SKA)也有我国的身影。SKA是人类有史以来缔造的最巨大的地理设备,将拓荒人类知道世界的又一新纪元。它由许多小单元天线组成,聚集构成巨大的接纳面积然后取得极高的活络度,将以千公里的基线取得极高的空间分辨率、以纳秒级的采样取得精密的时刻结构。我国SKA科学团队由11个科学研讨课题以及150多名地理学家构成,是SKA缔造的首要成员国之一。该项目是我国继世界热核聚变试验堆方案今后,迄今为止参加的第二大世界大科学工程。

“咱们这一代的研讨者是十分走运的,见证了这些年我国地理的大开展,”苟利军说,“2016年被喻为‘我国天眼’的500米口径球面射电望远镜(FAST)在贵州竣工,这是由国家地理台研讨员、FAST工程首席科学家南仁东带领团队逾20年的预研、推进建造而成的。FAST是现在世界上最活络的单口径射电望远镜,在试运转阶段就勘探到数十个优质脉冲星候选体,其间两颗经过世界认证。而就在一个多星期前,刚刚经过了工艺检验而且对全国地理学家开发观测。”

500米口径球面射电望远镜(FAST)

“另一项影响严重的便是大天区面积多目标光纤光谱地理望远镜LAMOST,到本年3月,它成为世界上第一个获取光谱数打破千万量级的光谱巡天项目,标志着LAMOST光谱发布正式进入千万量级年代。天体在光学波段的光谱包含着丰厚的物理信息,星系的光谱能够给出它们的间隔、构成、散布和运动等信息、恒星的光谱能够确认它们的散布和运动、光度、温度、化学组成等物理状况。从许多天体的光谱观测中还会发现奇特的天体和地理现象 ,将促进人类对银河系天体有新知道。”苟利军介绍。

LAMOST

除了科研作业、带教学生,苟利军还热衷于科普地理常识,翻译出书多本地理作品、兼任《我国国家地理》杂志履行主编。与科普结缘是由于一次偶尔的时机,2014年美国科幻电影《星际穿越》热映,该电影的科学参谋、物理学家基普·索恩将地理通识、电影暗地的科学现实、有依据的估测和猜测写进了同名科普书本《星际穿越》中。苟利军集结了其他几位作者一起翻译了这本书。

“其时的主意是借着电影热度,把地理学范畴、我的这个冷门课题介绍给咱们,否则这永远是一个无人问津的学科,让群众了解咱们的作业也是很有含义的,”继《星际穿越》之后,苟利军又连续翻译了《黑洞之书》、《一想到还有95%的问题留给人类我就定心了》等地理科普作品。

电影《火星救援》上映后,苟利军还在网络上与网友评论“火星上是否能种马铃薯”;引力波被初次直接勘探到后,苟利军写下了传达甚广的科普文章《引力波,带人类倾听星斗大海之声》;科学家们拍摄到首张黑洞相片后,苟利军又写下《人类首张黑洞相片为啥高糊?一文威望回答你最关怀的8个黑洞问题》为读者解惑。

在国家大力倡议科研和科普平等重要的当今,虽然在科普作业上投入的精力与收成是不成正比的,但苟利军觉得科普值得他如此投入,“我的研讨观测目标在世界深处,但我也期望把那些悠远的奥妙和发现共享给咱们。”

不时有读者会问苟利军,普罗群众重视地理的含义在哪里?“现代地理学更多的是满意咱们对星空的猎奇感,或许一朝一夕间对群众的实际日子没有直接协助,但从久远的视点看,地理学可能对咱们的日子有着深远且严重的影响,”苟利军引用了麻省理工校长在引力波勘探发现之后曾感言,“虽然基础科学对咱们的日子不会发生太大的直接影响,但咱们的社会要持续开展有必要依赖于基础学科,没有基础科学的支撑,任何的立异都是小打小闹而时间短的。”

“作为一个70后,我几乎是感触并见证了国家的改革开放的整个开展,从贫穷单一到丰厚多彩。许多了解的画面都记忆犹新犹如昨日。回想曩昔的四十多年,感觉很夸姣而且很走运,未来还有许多东西等候着咱们去探究。”苟利军说。

为了迎接 2018 万圣节的到来,美国宇航局(NASA)发布了几张由望远镜拍摄的特殊照片。

虽然背景是一望无际的天空,但偶尔有昆虫或飞禽在镜头上略过、甚至长时间驻足。

这些“照片炸弹”失去了应有的科学研究价值,但为这个节日增添了一种特殊的气氛。比如其中一张昆虫的照片,会让你感到毛骨悚然。而另一张猫头鹰的照片,可以让我们观察到其足部的细节。

据悉,这些相机是 NASA 位于马歇尔的流星体环境办公室的“火球监测网络”( All-Sky Fireball Network )的一部分。 办公室负责人 Bill Cooke 表示:“虽然镜头是黑白的,但它可以看到整个夜空”。

该网络在九个州设置了 17 台相机,其中有几台被放在马歇尔,相机数据可用于监控火球和计算它们的细节,确定流星是会燃烧殆尽、还是以陨石形态落地。

虽然该团队专注于了解流星体、以及研究它们对地球轨道内外飞行的航天器的安全影响,但他们觉得将这批照片放到社交网络上的话,还是很有趣的。

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