盤點2022年3月最酷的12項科學發現

每天,世界都在圍繞着我們的母星運行不停地轉動並根據運動定律緩慢地圍繞着銀河系的中心轉動。這些定律並不總是為人所知。事實上,在人類實驗的大計劃中,它們實際上是突發新聞。這就是科學的好處,它擁有着令人難以置信的能力來照亮和改變我們周圍的世界。

盤點2022年3月最酷的12項科學發現

當我們中大多數人繼續過着我們的日常生活時,科學繼續進行着發現新知識、作出新發現和開拓新領域的工作。每天,世界各地的實驗室和現場的科學家和研究人員都在削除我們來到這個世界上的知識真空。

我們不可能在一天之內報道每一個發現、進步或發明,更不用說一個月了,但這不應該阻止我們去嘗試。當科學被理解或至少被欣賞時,它就應該處於最佳狀態。對此,slashgear盤點了其認為在上個月的12項最酷的科學發現。

巨石陣是一個陽曆嗎?

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幾個世紀以來,巨石陣一直是神秘和敬畏的源泉,對於它是如何被製造出來的以及它是用來做什麼的,人們有各種各樣的解釋。現在,根據最近的一項分析,我們可能終於有了一個答案。

伯恩茅斯大學的考古學家Timothy Darvill教授認為,巨石陣是作為一個陽曆來運作的,其結構的一部分對應着天或周。

古代日曆的結構跟我們今天可能認識到的略有不同。每塊石頭代表一個月中的一天,一個月則被分成三個星期,每個星期由十天組成。這種簡單的設置對日常追蹤很有效,但他們不得不做一些調整以便跟太陽的運動保持一致。

為此,他們加入了一個只有五天的短暫的額外 “月份”以及每四年追蹤一天的石頭以考慮到閏年。其結果是,每年的冬至和夏至都是由同一對石頭組成。這為新石器時代的歐洲人提供了一個可靠的參考框架,從而糾正了在一年中追蹤日子會出現的任何錯誤。

水下機器人揭開百年沉船的面紗

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1915年,“耐力號(Endurance)”在進行橫跨南極洲的探險時消失在威德爾海的墨色深處。幸運的是,全體船員共28人在這次沉沒中倖存。儘管知道這艘船大約在哪裡沉沒,但100多年來它一直沒有被發現,直到現在。

尋找這艘船是一個令人難以置信的挑戰,部分原因是南極水域的條件並不理想。海冰覆蓋了寒冷的海水的大部分,這使得探險家無法使用常規的調查方法。看來,找到沉沒的“耐力號”殘骸必須要依靠技術來完成這項任務。

被稱為“耐力22號(Endurance22)”的打撈探險隊的船員們乘坐S.A. Agulhass II號船前往他們認為可能找到該船的位置。在到達那裡之後,他們就部署了名為Sabertooths的自主水下機器人,這些機器人使用激光掃描儀和聲納及攝像頭在海底進行搜索從而記錄它們可能發現的任何東西。好消息是,它們確實發現了一些東西。

在一發現沉船后,Saberttoths就用其掃描儀器建立了船舶和附近殘骸的三維模型。

Artemis離其首次發射越來越近

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阿波羅任務在60年代末和70年代初首次將人類送上月球表面,其標誌着人類太空飛行的最著名的時代。2022年12月將是人類最後一次在另一個世界上行走的50年,NASA已經把目光投向了回歸。

Artemis任務因希臘神話中阿波羅的孿生姐妹而得名,最初計劃在2024年之前重返月球表面,不過該時間表後來被延長。儘管如此,該計劃仍在向前推進,第一次任務已近在眼前。

Artemis I是一項無人駕駛的測試任務,它將通過NASA的新太空發射系統(SLS)把獵戶座飛船送上太空並展開繞月飛行。整個任務將持續四到六周,之後飛船返回家園。該任務的主要目標是測試發射系統和航天器並確保安全再入和濺射。該次發射定於2022年中期的某個時間。

為了慶祝即將到來的任務,NASA發布了一個一分鐘的預告片,其在視頻中承諾Artemis將很被推到發射台。2022年3月17日,NASA兌現了這一承諾。安裝在Crawler-Transporter 2上的SLS緩慢地–以每小時不到一英里的速度–從裝配大樓抵達其在肯尼迪航天中心39B發射台的發射位置。

水星的表面覆蓋著鑽石塵埃

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水星曾經是一個更加狂暴的地方。它上面現在的條件仍不理想,在其白天和夜晚之間遭受極端的溫度變化。雖然我們不願意住在那裡,但它可能值得我們去尋寶。

正如Kevin Cannon在第53屆月球和行星科學會議上解釋的那樣,最近對水星表面和過去40億年的撞擊相互作用的模擬顯示,這個星球的表面可能塗有微觀的鑽石。

在水星形成的早期,它被覆蓋在一個全球岩漿海洋中。石墨在岩漿中形成並最終上升到表面,最終形成一個估計有數百米厚的浮動石墨外殼。而在太陽系形成后的頭十億年裡,小行星撞擊事件頻發,每一次撞擊都有可能將石墨瞬間轉化為鑽石。

跟地球上的鑽石不同,這些鑽石不會是我們習慣於在珠寶中看到的那種大而透明的寶石。相反,微小的鑽石塵埃會散落在表面。未來對該行星的任務可能會告訴我們更多關於表面成分的信息,但如果這些估計結果是正確的,那麼水星可能擁有是地球16倍的鑽石囤積。

撞擊前兩小時發現小行星

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說到小行星撞擊,2022年3月11日,有一顆小行星撞擊了地球。對我們所有人來說,幸運的是,它並不是像電影情節中出現的那種會毀滅我們地球的天體。據悉,2020 EB5的直徑只有約6.5英尺,其在格陵蘭島海岸的大氣層中燒毀。

2020 EB5標誌着天文學家第五次在撞擊地球之前探測到了一個撞擊體。這種大小的天體在太陽系中並不罕見,而且它們經常跟我們的星球擦肩而過。它們的小尺寸使得它們極難被提前探測到,這是因為搜索區域在每個方向上都是無限延伸的,而且它們相對來說很微弱。

較大的天體吧撞擊地球則可能會對人類和地球上的其他生命產生嚴重的後果,因此NASA在非常認真地對待尋找和跟蹤它們這個任務。NASA噴氣推進實驗室的近地天體研究中心就被委以密切關注天空中行星際威脅的重任。另外,它在皮斯凱特天文台的天文學家最初發現2020 EB5后參與了跟蹤。

癌症嗅覺的蠕蟲

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檢測像癌症這樣的疾病對於良好的預后往往是至關重要的。特別是癌症,如果能早期發現,其生存率會大幅提高,因此醫生和科學家一直在尋找更好的篩選方法。診斷師的最佳工具的最新成員是一小塊裝滿蠕蟲的塑料。具體來說,就是線蟲C. elegans。

在過去的幾十年裡,醫療技術、測試和治療已經有了巨大的改進,但就像大多數事情一樣,我們能做的事情大自然也都能做得更好。線蟲是相對簡單的生物,簡單到它們是各種研究中最受歡迎的模型生物,但它們有一種先進的嗅覺可以讓它們用來導航世界。這種嗅覺顯然是為了嗅出某些類型的癌症而進行的微調。

跟韓國國家研究基金會合作的研究人員將蠕蟲用於檢測培養的肺癌細胞。他們的設備–“芯片上的蠕蟲”由一小塊長方形的彈性體組成,其內部被雕刻出一個腔。蠕蟲則被放置在中間,它們可以選擇沿着兩條路徑中的一條前進。這兩條路徑中的其中一端是健康細胞,另一端則是癌細胞。研究人員發現,蠕蟲在約70%的時間裡成功地向著癌變樣本移動。

雖然科學家還需要展開更多的研究,但芯片上的蠕蟲可以在未來提供快速和準確的初步診斷。

系外行星的研究達到了一個重要的里程碑

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尋找太陽系外的行星是天文學中一個相對較新的發展。事實上,第一顆被證實的系外行星是在1992年才被發現的。儘管系外行星的發現仍處於起步階段,但該領域已迅速發展。

像哈勃、TRAPPIST以及最近的JWST這樣的望遠鏡都能使人類比以往任何時候都更深入地窺視我們的宇宙和更久遠的時間。有了堅實的工具和不斷改進的探測方法和實踐,被確認的系外行星的數量穩步攀升,這使得行星不再被單獨加入登記冊,而是成批加入。

2022年3月21日,NASA收到最新一批確認的行星。確認通常需要多次觀測,以確保它們不是一個異常現象或實驗錯誤。據悉,這批行星包括總共65個新的世界,這使得整個系外行星的數量超過了5000個。

迄今為止,我們發現的系外行星中,有相當一部分是所謂的熱木星,即在靠近母星的地方運行的氣態巨行星。不過這似乎是我們觀測技術的結果,其並不一定代表最常見的行星類型。另外,研究人員還發現了所謂的超級地球和迷你海王星及其他奇特的行星類型。按照目前的速度,人類將在不知不覺中達到10,000顆行星的大關。

月球可以探測到引力波

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引力波最早是由愛因斯坦假設的以作為他的廣義相對論的一部分,但直到2015年才被觀測到。像激光干涉儀引力波天文台(LIGO)這樣的儀器使用激光來探測來自激烈的宇宙事件的引力波,如兩個黑洞的碰撞。

干涉儀的工作原理是將兩台激光器相互垂直運行並測量光波在其路徑上來回反彈時的干涉模式。在一般情況下,該模式保持不變,但儀器兩點之間的距離變化會導致波紋的波動,這些則都可以被檢測到。

擾亂模式的一種方法是對機器進行物理干擾,但這並不能告訴我們關於宇宙性質的多少。另一種改變距離的方法是真正地拉伸或擠壓時空,這就是引力波在儀器上傳播時發生的情況。

像LIGO這樣的工具,儘管它們可能很先進但它們能夠探測到的頻率是有限的,這就是月球的作用。正如發表在《[ysical Review Letterss》上的一篇論文所解釋的那樣,科學家們建議通過將激光從阿波羅宇航員留在月球表面的鏡子上反彈來將月球-地球系統變成一個巨大的干涉儀。

即使是月球軌道隨着時間的推移而發生的微小變化也可以揭示出宇宙開始時留下的微小引力波的存在。

ALS患者使用計算機大腦接口說話

科學家們最近使用一個計算機-大腦接口使一名因疾病而失去所有肌肉控制能力的ALS患者恢復了最低限度的交流。

科學家和研究人員一直在研究一些設備,以利用病人剩餘的精神或身體能力將其轉化為交流並為失去自己的人恢復聲音。物理學家斯蒂芬·霍金本人患有ALS,他保留了稍微移動臉頰肌肉的能力並利用這種能力來操縱計算機、構建句子甚至寫書。然而,許多ALS患者都沒有保留任何肌肉運動,因此科學家需要想出另一種解決方案。

根據發表在《Nature Communications》上的一篇論文,電極陣列被植入患者的大腦中,系統則被訓練為識別附近神經的活動。病人通過激活這些神經來操縱一台電腦,據說是通過嘗試移動他的眼睛來回答是或否的問題並拼出句子–不過這件事情操作起來相對比較費力。

這個過程很慢,每分鐘只有一個字符,但他能夠提出簡單的要求並表達對家人的感情。在這些界面廣泛使用之前還有很長的路要走,但不管怎樣這是一個令人期待的發展領域。

今天的宇航員廢物就是明天的火星燃料

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將任何東西送入太空既是技術上的挑戰也是極其昂貴的。即使有最近的進步,如可重複使用的火箭助推器,每送出一公斤都要花費數千美元。

這就是為什麼前往空間站的宇航員不會攜帶大量的水。空間站的設計則是會回收船上幾乎所有的水然後將其過濾並重新使用。這就是空間機構在人類太空探索的下一個階段所採取的心態。一個火星任務可能持續大約兩年的時間,,而你必須提前攜帶的每一公斤水或燃料都會使它更難完成。

為此,ESA正在跟技術公司Tekniker合作開發一種新型反應器,它將可以把宇航員的排泄物變成燃料。該系統將從火星大氣中收集二氧化碳,並將其跟灰水–宇航員的廢水–結合起來進而產生甲烷和其他碳氫化合物。

最重要的是,該系統還將凈化水並將其返回給宇航員,因此未來的太空人在生物投資上獲得了雙倍的回報。

災難性滾動的危險

我們中的許多人都有這樣的切身感受:在社交媒體網站上的時間增加會導致我們的幸福感全面下降,現在也有研究支持這一觀點。

牛津互聯網研究所最近的一項研究調查了不同年齡和性別的8萬名志願者的情緒健康以了解社交媒體的使用如何影響他們的幸福水平。

也許毫不奇怪,他們發現花在滾動社交媒體上的時間越長幸福感就越低。正如牛津大學所解釋的那樣,不同人群經歷最高負面後果的年齡範圍有所不同,但總體影響是明確的。使用社交媒體特別是在較高的比率下,會顯示出跟負面情緒反應的密切聯繫。

到目前為止,還不清楚情緒反應背後的確切機制是什麼。但無論是哪種情況,結果都是一樣的–如果你感覺不好,那就登錄吧。

哈勃比以往任何時候都能更深入了解過去的情況

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哈勃太空望遠鏡所能看到的最古老的恆星是在宇宙誕生約40億年後在夜空中燃燒。至少,在2020年3月之前是這樣的,當時通過哈勃令人難以置信的技術和來自宇宙的協助,這一紀錄被打破了。

正如NASA所解釋的那樣,哈勃將其軌道上的眼睛對準了一個被稱為WHL0137-08的巨大星系團附近,它得到了比其所期望的更多的東西。這個星系團非常巨大並且攜帶了非常多的質量,以至於它彎曲了周圍的空間和時間,並導致光線像穿過一個放大鏡一樣彎曲。

這種現象為天文學家所熟知,被稱為引力透鏡。從本質上講,這種透鏡效應抓住了一顆恆星,而這顆恆星從各方面來說都在哈勃的可見範圍之外並將其拉近了數十億光年。說白了,這顆被天文學家稱為Earendel的恆星實際上並沒有被移動而且很可能已經死亡,但它的光線仍然在向我們飛來,並通過一個快樂的宇宙巧合讓我們得以看到。

2021年聖誕節發射的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡剛剛完成了在L2拉格朗日點的安放,天文學家們正計劃將其指向這顆恆星以了解更多關於它的信息。

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上一篇 2022-04-20 14:38
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