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科学家描绘的太空垃圾分布图

  随着人类探索太空的脚步逐步较快,太空垃圾越来越多,如何清理他们也成了首要问题。近日,科学家提议发射人造卫星来处理日益增多的太空垃圾。这项由意大利航天局研究员提出的计划是发射一个前端带有推进燃料装置的航天器。

  发射的人造卫星将迫使较大体积的太空垃圾毁灭性地进入地球大气层,这将预防太空垃圾碰撞通讯系统和国际空间站。在近地轨道现已监控到2万多个太空垃圾,其中主要是航天器废弃部件或者碰撞残骸。

  这项研究负责人马可-科斯特罗努沃告诉英国广播公司,我认为这是一个非常具有挑战性的问题,它的紧迫性非常强。现在是时间该行动了,我们应当抓紧时间尽可能多地移除太空垃圾。

  虽然科斯特罗努沃声称这个思路投入成本较低,但人造卫星每年仅能移除5-10个太空垃圾,这与不计其数的太空垃圾相比只是九牛一毛。同时,处理太空垃圾的计划也可避免“卡斯勒症”——过多的太空垃圾飞越地球轨道使地球运行较为危险。

  30多年前,美国宇航局已预测到当前的情形,就在上个月一个危险的太空垃圾与国际空间站近距擦身而过,从而督促航天部门尽快寻求解决方案。近年曾发现了严重的人造卫星碰撞事件,2009年“Iridium 33”和“Kosmos 2251”卫星发生碰撞。这两颗高速运行通讯卫星碰撞速度为3000米/秒,这是地球轨道运行卫星历史上最大的碰撞事件。

  科斯特罗努沃博士和研究小组同事现已鉴别发现60多个大型太空残骸,它们主要是废弃的火箭组件,三分之二的太空垃圾已超过3吨重。

  近日,美国宇航局工程师克里昂-赖维特称,目前有必要处理太空垃圾了。这项最新研究发表在《航空学报》期刊上。(叶孤城)


撕裂黑洞模拟图像

  科学网(kexue.com)讯 日前,一个国际天文学家小组观察到了一个令人难以置信的罕见事件。之所以说是难以置信,那是因为这个事件发生的概率大约是每一万年一次。

  澳大利亚悉尼大学物理学院的博士后研究员肖恩法雷尔认为:这颗恒星由于其轨道位置太靠近一个超大质量黑洞了,从而被黑洞撕裂了,这个罕见的宇宙事件发生在距离我们5亿光年远的星系中,这个图像的全过程是在2006年欧洲空间局的牛顿-XMM空间望远镜所拍摄到的。相关研究成果已经发表在《天体物理学》期刊上。

  天文学家在对这份当时的观测材料的研究中发现了一个奇怪的亮斑,他们马上意识到这个应该是一个不寻常的东西。这颗被吞噬的恒星最初也是在2006年被发现,当时负责这项研究课题的是林达成博士音译。他于2006年第一次观测到这颗恒星,接着在2007年再一次观测到。而这次他发现,这颗恒星的亮度出现了明显的增加。于是,林博(微博)士开始查从1992年开始的数据记录,结果显示这个宇宙空间当时没有任何X射线的痕迹。

  到了2011年的2月份,林博士使用了美国宇航局雨燕X射线空间望远镜对准这一块宇宙空间,发现这里本来是一片亮斑的地方却变得昏暗了。在一处遥远的宇宙空间中,有个观测对象在几年之内出现变亮和变暗的情况是一个极为不寻常的事件,而当时在场的国际天文学家合作课题小组的成员也意识到他们已经目睹了一件惊人的宇宙事件。

  根据另一位科学家法雷尔博士介绍:林博士的研究课题确实遇到了一件非常罕见的极端事件,我们也确实跌跌撞撞地给碰上了。我们很幸运,这件极小的概率事件发生在我们的望远镜视野中。当然,根据目前的天文学理论以及观测数据记录,我们可以认为这颗恒星由于它太靠近黑洞的引力吸积半径,于是它就这么被“一笔勾销”了。而超大质量的黑洞(SMBH)已经在爱因斯坦1915年推演的理论上得到了预言,但是当时很少人知道他们是存在的。然而,现在我们知道这样的黑洞存在于中等规模以上的星系中,而且我们还知道,描述黑洞只需要三个物理参数:质量、角动量和电荷,也就是黑洞的无毛定理。

  而前两个参数是可以在观测中被测量的,但是第三个参数不能。如果有一个天体被黑洞吞噬了,那它是肯定永远消失了。因此,要亲近目睹这样一个罕见的事件发生,不仅是一个非常偶然的机会,同时也为我们提供了一个非常好的途径去了解这颗恒星在生命的最后一刻,到底还发生了哪些情况。

  法雷尔博士认为:这些观测数据将被用于测试引力理论,同时也将帮助我们了解超大质量黑洞的习性,也就是它是如何吞噬物质而进行增长的。而黑洞一般处于一个星系的中央核心区域,对其所在星系的影响是可想而知的,可以说一个黑洞完全可以影响到星系中包括星际气体、恒星、行星等等在内的任何一样东西,当然还有其本身,而后者对我们的研究而言则是重中之重。

  通过对黑洞的研究,特别是黑洞边界的探索,让我们可以得到这些在宇宙中发生的极端时空事件现场有一个更深的了解,而了解这些地方到底发生了什么以及能够发生什么,对了解整个宇宙是至关重要的。(乔尔)

  前列腺疾病通常被认为是男性的专利,但奥地利科学家最新研究证实,女性也有前列腺,女性也可能患上前列腺癌。

  奥地利维也纳医科大学的沃尔夫-迪特利希在报告中指出,他们在女性体内发现了前列腺,这是一种围绕着女性尿道的腺体。这些腺体位于女性尿道后部,具有同男性前列腺相似的医学特性。这些腺体在胚胎时期与男性前列腺同源,也受内分泌的影响与控制。

  科学家对25名女子进行的检查数据显示,有14名女子的前列腺特异性抗原、碱性磷酸酶和雄激素受体等数据出现异常。在男性身上,这些数据异常就意味着前列腺可能出现病变。

  科学家据此认为,女性也会出现前列腺问题,产生以排尿不适为主的一系列症状。女性同男性一样存在着前列腺肥大甚至癌变的可能。虽然女性患前列腺癌十分罕见,但并非绝无可能。这个道理就好比个别男性也会患乳腺癌一样。

  当你看到图中的情景时,或许会粗略想到:这可能是张关于时空维度的图像,并且还是一个物体向地球高速运动的图像。而这张图像则是从一个光子的视野来看宇宙空间,也可能是远在130亿光年远的宇宙中第一代恒星发出的光子在经过漫长的时空旅行后抵达地球。恒星的光子被发射出去后,会在瞬间被重新吸收,比如在我们的太阳核心位置,当发出的光量子可能经过一毫米的位移后就被吸收了。而我们看到的光是光子流,是光子膨胀力的传递,消失的光子是转化成了基态光子。

  我们从以上信息看出,一个光量子似乎没有经历过时间,也没有经历过空间,哪怕是一丁点儿的位移。由于我们不能够的真空中移动一个无质量意识的光量子,所以这个光量子的“思想实验”就是要证明时间和空间是两个明显不同的事物。

  如果我们试图以光速前进,那我们的本身的时钟会变慢下来,所以我们也会在以较慢的时间状态下,抵达遥远的宇宙空间。这个就像一个宇航员从地球上乘坐宇宙飞船以光速前进,当他到达另外一个遥远星系时,飞船上的时间仅仅过去了数年,而地球上的可能早就已经沧海桑田。这种时间上的变慢效应在地球上人们看来,则体现在宇航员以非常快的速度向宇宙深空飞去。

  同样,当我们接近一个大质量天体的表面时,就像图中显示的一个光子的视野,这时候相对另外一个处宇宙空间的观察者而言,我们的时间就会变慢,所以我们能比预期中更快的时间达到大质量天体的表面,比较通俗点说是:当我们接近大质量天体时,时间和空间被压缩扭曲了。同理,这也可以反应出时间和空间是时空的两个方面。这就像我们现在已经发明的画面定格捕捉技术,可以清楚地显示出每一帧画面上所反应出来的不同的时间和空间位置。

  基于这个理论,部分科学家认为,我们目前应该接受现实世界中关于重力的演变模式。而重力的真正原因是由于在大质量天体周围时空扭曲所造成的。形象地比喻可以认为:一个宇航员以一个恒定的速度在宇宙空间移动,当这个宇航员的移动路径上出现一颗大质量天体时,宇航员就会进入由这个天体质量造成的时空扭曲区域,这时候宇航员就被明显感到自身已经受到这个天体引力制约,如果天体的引力足够强,而且宇航员的逃逸速度没有达到一定的值,那他们两者最终会发生碰撞。

  而如果这颗大质量行星上有观测者,那这个观察者会发现宇航员从宇宙空间中向他加速运动而来,但是,这个宇航员自身看来,他的速度并没有发生改变,这是因为,如果宇航员加速前进运动,那就会出现由于惯性而产生的推背力而他向后座移动。

  尽管如此,当这颗大质量行星上的观察员认为宇航员是在加速飞来并下降时,这个也不是地面观察员所产生的一种错觉。这只是观察员对时空感知能力一种失败的体现。因此,从一个光量子的视野看出,当一艘宇宙飞船从一定的时间和空间移动到大质量行星表面时,降落过程中飞船所处的时空区域受到行星引力场扭曲效应的影响,而处于地面的观察员却认为飞船正在受到一个力的作用。(Everett)

  日本一项大规模调查显示,多摄取膳食纤维确实能降低罹患脑卒中和心肌梗塞的风险,但吸烟会使这一功效大打折扣。

  据日本《读卖新闻》9日报道,日本国立癌症研究中心的研究人员以岩手、高知和冲绳等8个县的约8.7万名45岁至74岁居民为对象进行跟踪调查,在约10年的调查期内共有3237名被调查者患上脑卒中或心肌梗塞等疾病。

  将调查对象按膳食纤维摄取量的多少分组进行分析后,研究人员发现,女性摄取膳食纤维越多,脑卒中或心肌梗塞等发病的风险越低。

  对于男性调查对象,研究人员分为吸烟者和不吸烟者进行调查。结果显示,吸烟的男性即使摄取大量膳食纤维,脑卒中或心肌梗塞等的发病率没有明显下降。而不吸烟的男性,如果多摄取膳食纤维,其脑卒中或心肌梗塞等的发病率要远远低于少摄取膳食纤维的男性。


 2010年观测出的数据

科学家模拟出的超级地球图像

  科学网(kexue.com)讯 外星人一直是我们探索的问题,不过可能距离揭开谜题的时候不远了。日前据美国宇航局天体生物学研究所夏威夷大学分部科学家纳德介绍:“超级地球”其实是一种介于地球和天王星之间级别的行星,目前在宇宙空间的一些天区的特殊地方被发现到。在体积上,超级地球比典型的类地行星要大,还具有与地球相似的物理和其他动力学特性,所以也相对容易被探测到。

  而在太阳系附近发现的超级地球,就为人类未来星际旅行乃至遥远的将来进行太阳系外行星定居点的开拓提供了一个非常好的选择对象。这类行星也同样具有一个活跃的核心结构,并能保持住一定的大气环境,而如果这类行星被探测到位于恒星周围的可居住带上,那将引起天文学家的高度关注。

  但是,有一点需要注意,一颗行星的可居住性是被定义为基于支持生命的基础上,而目前,地球是唯一一颗可居住的星球,所以我们仅仅能根据地球上生命的支持条件来反推一个星球的轨道和其他物理动力学特性是否具有这样一个水平。或句话说,目前只能说,只有具有地球这样的属性的星球,才能具备维持和发展高等智慧生物。

  如果一颗星球被定义成“超级地球”,那这颗星球就有着较大的发展前景,因为具备了许多类似地球的特征。这些特征主要存在三个方面:行星的组成、版块构造的体现、行星磁场的存在。对于一个能维持生命的行星而言,液态水是一个高度且是优先事项,而如果确定这个事项呢?就要考察这颗行星的质量和轨道半径。

  中央恒星距离太阳大约128光年左右,具有1.5倍的太阳质量。整个系统到目前为止发现了四颗行星。较早发现的HR 8799b、c、d三颗行星轨道半径为24、38、68AU(AU为天文单位),第四颗HR 8799e行星是具有7倍木星质量的巨型气体行星。通过对凯克II望远镜红外自适光学系统辅助观测下,科学家可以检测这些系外行星的大气属性。

  迄今为止,有两个“超级地球”被天文学家列为重点观察对象:CoRoT-7b和GJ 1214b。这两个与众不同的行星给了我们非常大的想象空间,对他们的研究可以帮助我们了解这些行星的组成。版块构造在天体物理学家眼中是一个非常关键的角色,因为版块活动体现了行星核内部的活跃状态,同时也是地球物理演变的关键因素。另外,行星磁场的存在则是被认为是能保护行星上生命的重要屏障,致命的宇宙射线不仅对地球上的生命构成威胁,同样也会对可能存在的外星生物构成威胁。

  而“超级地球”是否存在以及何如何存在磁场是一个非常值得研究的课题。在一般情况下,一颗行星具有的磁场环境与这颗行星的核心运动有关。就像地球的磁场一样,是由于地球核中流动的液态金属所引发的,即铁和镍的对流产生的环球性的电流,进而产生地球磁场。

  最后,还有一项与生命至关重要的就是行星大气。具有大气结构的行星具备保护其上生存的生命,并且能保证生命的维持和演化发展。并且能形成与生命活动相关的化学属性。大气环境也可以保持行星上的分子不快速逃逸到宇宙空间中去,这同样也是衡量一颗行星具备生命发展条件的重要因素。

  科学家估计,在低质量恒星周围所存在“超级地球”可能也会具有稳定的轨道环境,如果观测发现其具有较大的样本基数,那么在可居住带上发现超级地球的可能性也是会增加。而上文中提到的天文学家非常感兴趣的“超级地球” GL 581 g通过光谱分析发现,其具有大气环流的特征,科学家下一步将确定其大气物理和成分的特征,希望能发现更多具备支持生命的环境元素。(乔尔)


八千光年外的沙漏

  最近据国外媒体报道,太空中有出现奇景,出现了沙漏星云,星云距离地球大约8000光年,科学家称其中心的恒星即将耗尽时间之沙。随着核燃料消耗殆尽,MyCn18的最外层开始向外喷射,这是它短暂而又壮观的生命终结阶段。

  沙漏星云的形状像个沙漏,位于南天的苍蝇座,这颗类似太阳的恒星的内核正在逐渐冷却,慢慢变成一颗白矮星。20世纪90年代中期,天文学家利用哈勃太空望远镜拍摄到该星云的很多图片,其中包括这张。红色氮气、绿色氢气和蓝色氧气这些彩色发光气体组成的环状物构成沙漏壁。哈勃图片的惊人清晰度,向人们展示了沙漏星云喷射的详细过程。这有助于科学家揭开行星状星云的复杂结构和对称性之谜。

  MyCn18是1918年到1924年间,安妮-江普-坎农和玛格丽特-梅欧在研究扩编亨利-德雷珀目录(一本天文学方面的恒星百科全书)时发现的。最初天文学家仅描述它为一个微小的昏暗星云,但是随着科技不断进步,喷气推进实验室的科学家拉夫温德拉-萨哈伊和约翰-特伦格尔1996年1月利用哈勃望远镜拍摄到这张令人叹为观止的图片。MyCn18的沙漏形状是由一个缓慢扩张的云团里迅速向外冲去的恒星风造成的,赤道附近的云团密度比两极更大。(孝文)

卫星拍摄的日本发生地震海啸当天的情形
日本地震前冰山照片
 
海啸发生5天后的情形
地震后5天的照片

  日前科学家借助卫星雷达数据,观测到南极一处名为祖兹贝格的冰架崩塌的场景。令人惊奇的是,这竟然是今年三月份发生在日本的大地震及其引发海啸导致的后果。科学家们在那次大地震引发的海啸过后就提出,强大的海浪可能会在南极引发冰架开裂或崩塌,但这是第一次科学家们真正观察到一次海啸导致的冰架崩塌事件。

  这里的图像是由欧洲空间局的“环境卫星”(Envisat)搭载先进合成孔径雷达(ASAR)获取的,时间分别是2011年3月11日和16日。第一张图像上,冰架刚刚开始发生崩塌,第二张图像则显示冰架崩塌5天之后的场景,可以看到大片的碎冰在海面上漂浮。这样的连续观察可以让我们监视整个崩塌事件的进展情况。而雷达图像具有显著的优点,它可以穿透云雾,看到下方的地形,陆地冰原和冰架,以及崩落不久的海上冰山呈现亮白色,而颜色略显灰色的区域则是含有少量浮冰的海面。相比之下,开阔的无冰洋面呈现黑色。

  海上冰山有多种形成方式,但是绝大部分时候我们是不可能目睹这些过程的发生的。一般情况下,科学家们在南极海域发现海上冰山,然后就需要找出线索,推理反演,从而推算出它最初脱离南极大陆的位置。不过这一次,这一由美国宇航局戈达德空间飞行中心科学家凯利·布朗特(Kelly Brunt)博士领衔的小组则实现了直接目击,无需去推理什么了。

  当日本3月11东北大地震和随后引发的海啸发生时,海冰专家们几乎是立即就将关注的目光投向了南极。他们想了解这样能量巨大的海啸波在经过半个地球的长途跋涉后抵达南极,会对这里的冰原造成何种影响。他们检查了南极洲沿岸脆弱地区的历史记录文档并试图研究波浪在抵达这一区域时呈现的模式。在海啸发生后的18个小时,海啸波已经运行超过1.36万公里,抵达了南极洲。

  借助多幅卫星影响,布朗特和来自美国西北大学的艾米·奥卡尔(Emile Okal),以及芝加哥大学的道格拉斯·麦克亚尔(Douglas MacAyeal)在海啸波抵达南极沿岸仅仅数小时后,就发现有两个之前未知的冰山和许多小型浮冰区正在南极罗斯海海面漂浮。根据计算,这些崩塌的浮冰加在一起面积约有125平方公里,几乎相当于两个纽约曼哈顿岛。

  当日本近海发生的海啸波抵达南极沿岸时,其高度应当仅有大约30厘米高而已。但是不断涌来的海啸波仍然能够施加足够大的压力,从而引发崩塌事件的发生。根据估算,这款崩落的大冰块厚度约为80米。根据历史记录,像这样规模的冰山崩落在此次海啸波抵达之前已经有46年没有出现过了。(晨风)


来自外空的陨石真存在DNA?

  科学网(kexue.com)讯 根据美国航天局的研究,结论证明地球上的生命可能起源于外层空间。

  科学家们分析了数十亿前面坠落在地球上的陨石。上面含有丰富的化学物质,而且这一物质是DNA组成的关键部分之一,可以说是生命的基石。

  这样测试的结果表明,DNA的起源可能在外层空间。研究人员分析了12个陨石,匀发现了DNA的重要部分。研究人员表示,这将具有深远的影响。

  研究人员迈克尔博士表示:“当时陨石撞击了地球,它的出现,将DNA带到了地球,它提供了生命的重要组成部分。”

  早先学者发现陨石中含有生命所需要的三种成分中的两种。氨基酸同蛋白质结合在一起,创造出一些细胞。而这些东西最后可能又同DNA结合到一起。形成了生命。

  而之前也有学者表示,地球生命来自火星,不知道这跟陨石有没有关联。地球上所有生命起源于火星生物可能不是完全性主流观点,它并非是过于偏激应当排除的理论。虽然现今火星表面寒冷干旱,没有生命迹象,但大量的证据显示数十亿年前火星表面更为温暖和潮湿。

  地球历史上的生命体所处的生态环境总是包含着液态水,因此远古火星可能曾支持一些生命形式,或许在地球生命存在之前。研究人员称,如果是这种情况,火星微生物可能殖民到地球,它们通过小行星碰撞火星表面搭乘火星陨石抵达地球,在过去大约有10亿吨火星陨石到达了地球表面。

  同时,火星微生物必须具有令人难以置信的顽强生命力,它们必须幸存于小行星碰撞,并穿越太空抵达另一颗行星。卡尔说:“轨道动力学显示火星陨石抵达地球比其它星体容易100倍。”因此,如果生命最初形成于火星,那么地球上所有生命体可能源自火星。美国宇航局艾姆斯研究中心天体生物学家克里斯-麦凯伊说:“火星生命与地球生命具有相关性并非难以置信,或许它们拥有共同的遗传基因。无论如何,这对于测试该理论是至关重要的。”

  不知道这样的研究会不会这能找到地球生命的起源之谜。(乔尔)

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  科学网(kexue.com)讯 虽然我们都听说过这样那样关于节食的坏处。医生也会告诉你应该保持正确健康的饮食习惯。但是日前,爱因斯坦医学院的研究人员对为什么不能节食有了新的诠释。那是因为,节食会导致大脑的“自噬”,这可不是耸人听闻。

  研究人员发现,当他们让老鼠节食之后,下丘脑的神经元便开始吞噬自己的细胞器和蛋白质。动物的下丘脑区域管理睡眠、温度、口渴和飢饿,当神经元开始自我吞噬时,便像大脑发出饥饿的信号。这也是为什么,越是节食的人,越容易感到饿。

  在实验中,研究人员去掉了老鼠这一功能,结果发现:这种老鼠吃得更少,更消瘦。研究人员希望从中找到帮助人类减肥的新方法。

  况且科学家研究表明,节食这可不仅仅是简单的因为较少摄入食物,肚子饿而更希望能够吃到的缘故。美国的一项实验表明,通过节食快速减肥会大大影响大脑处理压力的能力。这意味着,节食者会承受着比平时更大的心理压力,甚至在节食行动结束之后这种影响依然存在,他们会更容易被一些高脂肪类的食品所吸引。所以在这种影响下,原本被作为减肥手段的节食行为,最终却会使你变得比减肥前更胖。(乔尔)

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