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麻省理工學院研發基於鑽石的量子傳感器

麻省理工學院研究人員率先在硅芯片上創建了基於鑽石的量子傳感器。該團隊認為,這種技術在未來將低成本製造可擴展硬件,這些硬件將用於量子計算,傳感和通信。該技術突破利用了所謂的「氮空位(NV)中心」。 鑽石的NV中心是帶電子的缺陷,可以被光和微波操縱。作為對這種操控的回應,它們發出彩色圖像,這些圖像攜帶關於周圍磁場和電場的量子信息。這些數據可以用於生物傳感、神經成像、目標檢測和其他傳感應用。 研究小組指出,傳統的NV傳感器大小相當於廚房桌子,並且還需要其它大型組件,從而限制了傳感器的實用性和靈活性。麻省理工學院團隊已經研究出如何使用傳統半導體製造技術,將包括微波發生器,濾光器和光電探測器等組件集成到毫米級封裝中。 該傳感器在室溫下工作,可以感應方向和磁場強度。該團隊能夠使用這種傳感器來測量原子尺度的頻率變化。該數據可能包含有關環境的信息。研究人員說,通過進一步完善,該傳感器還可以用於其他領域,包括繪制大腦中的電脈沖圖,以及在漆黑的情況下探測物體。 來源:cnBeta
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科學家切斷一堆絛蟲 以弄清它們如何重新長出身體

據外媒BGR報道,大自然中的一些生物具有一些非常特殊的能力。例如某些絛蟲具有不可思議的力量,其可以脫落然後再重新長出自己的身體,這是科學家無法完全解釋的現象。 現在,發表在《eLife》上的新研究揭示了一些非常特殊的細胞,這些細胞賦予絛蟲以生成新身體的能力。為了弄清楚這一點,由威斯康星大學麥迪遜分校Tania Rozario領導的的的科學家不得不切斷一些寄生蟲。 研究人員首先必須確定絛蟲身體的哪些特定部位能夠再生。絛蟲的某些分段部分會脫落,其中包裹着蟲卵,破裂後會向周圍環境釋放來生長一個全新的身體,但其他部位則不能。 這項研究的主要作者Tania Rozario在一份聲明中說: 「我們知道絛蟲的再生可能涉及干細胞,但是到目前為止,尚未對其再生的潛力進行過全面的研究。在這項研究中,我們探索了絛蟲的哪些部分能夠再生以及干細胞如何驅動這種再生。」 切掉絛蟲的頭部後,其身體會繼續生長,但無法產生新的分節。但是,頭部和頸節都完整的絛蟲可以使其身體再生。科學家認為位於絛蟲頸節上的干細胞是其再生能力的關鍵,但事實證明,這些細胞存在於整個蟲體內,而不是在頸節區域中分離。進一步的測試表明,盡管這些細胞存在於絛蟲體內的其他位置,但如果絛蟲的頸節保持完整,就無法激活它們。 因此,絛蟲的體內默認具有用於再生的「硬件」,但是從頭部和頸節發出的信號才能觸發開始再生的命令。 來源:cnBeta
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北極海冰最低紀錄並列第二低:或將無冰

9月24日,據外媒報道,美國國家冰雪數據中心(NSIDC)的數據顯示,北極海冰數量已經達到年度最低值——只有160萬平方英里,這是有記錄以來第二低的水平,與2007年和2016年的最低水平並列。 資料圖 自從20世紀70年代末開始有衛星記錄以來,美國國家冰雪數據中心報告說,13個最小的海冰極小值都發生在過去13年里。有記錄以來的最低值出現在2012年,海冰面積下降到137萬平方英里。 在過去的40年來,海冰最小面積每十年下降12.8%,科學家認為,部分原因是氣候變化的結果。 上個月發表的一份研究報告稱,如果全球平均氣溫僅上升2攝氏度,北極的海冰可能在每年夏天到9月期間完全消失。 科學家說,碳污染正在以比世界其他地區更快的速度使北極變暖,從而導致海冰融化。 但懷疑論者基本上消除了人類對全球氣溫影響的擔憂,並聲稱氣候變化從一開始就在持續。他們還聲稱,全球變暖的危險被過分誇大,並質疑化石燃料對氣候變化的影響。 來源:cnBeta
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研究人員開發使小鼠具有夜視能力的納米顆粒 有望應用於人類

研究人員創造了一種注射劑,可以使小鼠在黑暗中看到。該溶液由納米顆粒組成,最終可以在人類中用於各種應用。來自中國科學技術大學和馬薩諸塞州大學的科學家已經開發出納米粒子,當將納米粒子注射到小鼠眼睛中時,它們可以為小鼠提供近紅外(NIR)視覺,使它們能夠在黑暗中「看見」。 該研究指出:「哺乳動物看不到波長超過700 nm的光。這種限制是由於光子檢測視蛋白的物理熱力學性質。為打破這一局限,我們開發了可眼部注射的感光受體結合上轉換納米粒子(pbUCNPs)。」 pbUCNP也被稱為「納米天線」,它們自身附着在視網膜感光器上並「充當微型NIR光傳感器」。換句話說,粒子將紅外光轉換為綠色光。這使視網膜可以像紅外護目鏡一樣在NIR中記錄圖像。 科學家通過研究用這種顆粒處理的小鼠的行為和生理反應證實了這一點。對瞳孔的檢查顯示,即使暴露在非常低的電源下,它們在暴露於近紅外光時也會收縮。對照小鼠的瞳孔對NIR光完全不反應。 他們還使用了單感光體記錄、視網膜電圖、皮層記錄和視覺行為測試來確認小鼠在能黑暗中「看見」。 研究小組解釋說:「我們證明了具有這些納米天線的小鼠不僅可以感知近紅外光,還可以看到近紅外光模式。令人興奮的是,注射的小鼠還能夠區分復雜的NIR形狀模式。」 更令人印象深刻的發現是這些粒子不干擾正常的日光視覺。小鼠能夠同時看到NIR光和可見光。科學家表示,注射持續了大約10周,沒有任何不良副作用的跡象。他們認為這有望在人類中進行各種應用,包括糾正色盲和夜間戰鬥中的軍事用途。 他們總結道:「這種新方法將為各種新興的生物集成納米器件設計和應用提供無與倫比的機會。」 該團隊沒有提及其是否正在尋求批准進行人體試驗。 來源:cnBeta

最新發現6顆「奇異行星」可能由神秘物質構成

9月25日消息,據美國太空網站報道,目前,天文學家發現6顆系外行星可能是由未知的「奇異物質」構成。構成傳統物質的原子有由質子和中子組成的原子核,而質子和中子是由被稱為夸克的亞原子粒子構成,夸克共有6種:上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、頂夸克和底夸克,其中上夸克和下夸克的質量最輕,每個質子包含兩個上夸克和一個下夸克,然而每個中子包含兩個下夸克和一個上夸克。 如圖所示,已知有3顆行星圍繞着脈沖星PSR B1257+12運行。研究人員在一項最新研究中表示,最新發現6顆環繞脈沖的行星可能是由神秘的「奇異物質」構成的。 科學家通過粒子加速器強烈碰撞創造出奇夸克,但這些夸克很快就衰變為更穩定的粒子,然而,之前研究表明,在被稱為中子星的超密度恆星屍體中,奇夸克可能被證明是穩定的。 中子星是大型恆星的殘骸體,是大型恆星在超新星災難性爆炸中的產物,中子星質量是太陽1.3-2.5倍之間,相當於將如此大的質量裝入一個直徑20千米的球體,中子星的命名源自其奇特的成分組成:恆星殘骸體強大引力牽引將質子和電子擠壓形成中子。 理論上講,在質量特別重的中子星內核的極端壓力下,中子可能分解成「夸克湯」,之前研究表明,在充足的壓力下,近半數中子星的下夸克可能轉變為奇夸克,從而產生由奇異物質構成的奇夸克恆星。 奇異物質可能比正常物質更重、更穩定,此外,它甚至有能力將其遇到的普通物質轉變成更奇特的物質,此前研究顯示,一顆偶然噴射奇異物質的奇夸克恆星可能在1毫秒至1秒的時間內,將雙星系統中一顆中子星轉變為奇夸克恆星。 此前研究也表明中子星和奇異夸克恆星的密度應當非常接近,該研究發現可能由奇異物質構成系外行星,從而使中子星和系外行星很難區分,很難觀察奇夸克恆星是否真實存在。 然而,之前研究表明,由奇異物質構成的行星可能存在,科學家可能通過它們的密度特徵將其與傳統物質構成的行星區分開來,普通行星的密度不超過30克/立方厘米,相比之下,奇異行星的密度通常接近400萬億克/立方厘米(黃金密度為19.3克/立方厘米)。 雖然奇夸克恆星和中子星非常相似,但是奇異行星與正常行星之間的差別是巨大的。這些奇異行星的異常密度意味着即使它們距離所環繞的奇夸克恆星不到23.7公里,也能倖存下來,然而,一顆普通行星距離主恆星不足56萬公里,就會被恆星引力牽引撕成碎片。 目前基於這些奇特星球的特徵,現已發現4顆奇異行星的候選對象,這些系外行星環繞脈沖星旋轉,軌道距離不足56萬公里,脈沖星是一種快速旋轉的中子星,從地球角度觀測,脈沖星就像燈塔一樣閃爍。同時,研究人員還發現了另外兩顆行星,它們完成一次軌道運行所需時間稍長一些,因此也可能是奇異行星的候選對象。 研究人員指出,奇異行星也可能環繞類似白矮星的天體運行,白矮星是正常恆星的殘骸,是恆星內核所有氫燃料燃燒殆盡的產物,但它實際上是一顆奇夸克矮星,他們在白矮星周圍發現了5顆系外行星,其軌道非常接近恆星殘骸,從而表明它們也可能是奇異行星。 然而,科學家警告稱,這些潛在的奇異行星可能實際上是白矮星,它們也是相對緊湊的天體,可能接近宿主脈沖星,但是最新發現的候選奇異行星質量一般低於木星10倍,相比之下,白矮星質量一般是木星的150-1200倍。 確定這些系外行星是否由奇特物質構成的一種潛在方法是尋找它們釋放的引力波,引力波是空間和時空結構中的漣漪,由任何質量天體運動中產生,非常強的引力波是由質量很大的天體釋放,例如:兩顆中子星相互碰撞。 研究人員指出,一顆奇異行星環繞或者合並一顆奇夸克恆星時,應當釋放出引力波,這種引力波與成對中子星和正常行星不同,因為奇異行星的密度很大。他們認為,激光干涉引力波天文台(LIGO)項目和愛因斯坦望遠鏡可能探測到來自奇異行星和奇夸克恆星合並產生的引力波爆發。 研究人員相信現已找到一種全新的方法,能夠有效識別奇夸克物質天體。目前科學家在8月29日出版的《天體物理學雜誌》上詳細闡述這項最新發現。 來源:cnBeta

意外:科學家發現很多抗癌藥從源頭就設計錯了

一項數據表明,在所有進入臨床試驗的抗癌藥中,高達97%的藥物最終會在臨床試驗里遭遇滑鐵盧。分析下來,其原因無外乎是嚴重的副作用,或是缺乏實際療效。如果說有少數一些藥物會遇到這樣的問題,或許還能理解。但如此高的比例,則讓人難以解釋。 最近,來自知名的冷泉港實驗室(Cold Spring Harbor Laboratory)的一支團隊找到了潛在的一個原因:很多抗癌藥物,可能從源頭就設計錯了…… 這個發現最初源自一場意外。在篩選抗癌的靶點時,這支團隊的科學家們發現了一個奇怪的現象。在很多先前發表的論文里,其他學者都認為一種叫做MELK的蛋白質對於癌細胞的生長有着不可或缺的作用。但經過CRISPR基因編輯後,缺乏MELK的癌細胞看起來卻活得好好的…… 「讓我們感到非常驚訝的是,這些癌細胞居然沒有死,」本研究的通訊作者Jason Sheltzer教授說道:「它們看起來就好像一點都不在乎MELK。」 本研究的通訊作者Jason Sheltzer教授(圖片來源:冷泉港實驗室) 這就很耐人尋味了。要知道,先前的科學家們已經開發出了一種叫做OTS167的藥物,用來抑制MELK的功能。它已經進入了2期臨床試驗,在真實的患者中檢驗療效了。如果徹底敲除MELK都不會影響癌細胞的生長,僅僅抑制MELK的功能,又能起到什麼效果呢? 別說,還真有效果!在細胞實驗中,添加上OTS167,果然能殺死癌細胞。更有趣的是,在敲除了MELK的癌細胞里,OTS167同樣擁有強力的抗癌效果。 基於這個發現,研究人員們做出了推論:首先,OTS167的確能抑制MELK蛋白。其次,MELK蛋白和癌細胞的生長沒有關系,缺了它,癌細胞照樣活得好好好。因此,OTS167一定是通過其他未知的渠道,起到了抗癌的效果。 那麼像OTS167這樣的歪打正着,究竟是一個罕見的特例,還是一個更為普遍的現象?為了回答這個問題,研究人員們又對一些作用機制不甚明確的藥物進行了研究。引人深思的是,他們又找到了10個類似的例子。 本研究又找到了10個類似的例子(圖片來源:參考資料) 「按設想,這些藥物應該能抑制癌細胞里某些特定蛋白的作用。但實際上,大部分藥物都沒有按報道的方式起作用。」 Sheltzer教授點評道。 要知道,有180多篇論文表明這些藥物應該是有效的。而且,已經有29項臨床試驗正在評估這些藥物的有效性,接受治療的患者超過了1000名。如今,這項研究告訴我們,這些藥物就算有效,它起作用的方式也和我們想得不一樣。 一些抗癌藥之所以起作用,可能是歪打正着(圖片來源:Pixabay) 科學家們指出,究其原因 ,是早期篩選過程中的「脫靶效應」。過去,人們往往使用RNAi技術來評估某個特定靶點的重要性。但RNAi技術存在潛在的脫靶效應,往往會抑制其他蛋白質的表達。也就是說,當我們覺得某個蛋白起到了殺死癌細胞的作用時,真正起作用的可能是其他蛋白。 舉例來說,科學家們發現了一種叫做OTS964的PBK蛋白抑制劑,但後者其實對癌細胞的生長並不重要。後續的篩選發現,OTS964還是一個強力的CDK11抑制劑,這就一下子說通了:CDK11是一類與基因轉錄和染色體分離等進程有關的蛋白,先前還沒有任何能夠靶向它的藥物。能夠找到它的抑制劑,真可以說是誤打誤撞! 研究人員們用尋找「耐藥突變」的巧妙方法,來尋找OTS964的真正作用靶點(圖片來源:參考資料) 也許有人會說,不管黑貓白貓,能夠抓住老鼠的就是好貓。只要能殺死癌細胞,管它是不是誤打誤撞呢。對於這種看法,本研究的作者們表示不以為然——我們應當做的,是提高藥物成功的機率。找到真正影響癌細胞生長的靶點,才能真正發揮精準醫療的潛力。 「很多癌症患者用過的藥物,最終都悲劇性地無法幫助到這些患者,」 Sheltzer教授總結說道:「如果(本研究中的)這些證據能夠在臨床試驗前就得到常規化的收集,我們就可能更好地分配患者,讓他們得到最有可能造福他們的療法。」 參考資料: Ann Lin et al。, (2019), Off-target toxicity is a common mechanism of action of cancer...
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第二顆星際彗星獲正式名字–2I/Borisov

據外媒報道,現在,在太陽系中發現的第二顆星際彗星有了一個正式的名字--2I/Borisov。最近,它從一個很遠的太空進入了我們宇宙鄰居。當地時間周二,國際天文聯合會為這顆原來叫做C/2019 Q4的彗星取了一個正式的名字。 其中,2I指的是研究人員確信這是在太陽系中發現的第二個星際物體。 自從8月30日被克里米亞一位名叫Gennady Borisov的業余天文學家發現以來,研究人員一直在跟蹤該天體。據悉,彗星通常以其發現者的名字命名,於是這顆彗星被命名為了2I/Borisov。 另一個已知星際天體是1I/』Oumuamua,當它在2017年首次被發現的時候最初被認為是一顆彗星之後又認為是一顆小行星。據了解,小行星通常由發現者命名,而不是以他們的名字命名,所以當在夏威夷的團隊發現它後決定將去命名為Oumuamua(夏威夷語的意思是「從遠處最先到達的信使」)。雖然後來觀察表明1I/』Oumuamua可能是一顆彗星,但先前的名字還是被沿用了下來。 相較於1I/』Oumuamua,2I/Borisov更應該是一顆彗星,因為天文學家已經可以看到它的短尾了。據估計,這顆彗星直徑只有幾公里,將於2019年12月7日距離太陽最近,之後它將開始原離太陽系。這給了天文學家大量的時間來跟蹤這個星際訪客,另外他們還希望在它永遠消失之前可以更多地去了解它來自哪里、由什麼構成。 來源:cnBeta
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運送物資和宇航員:日俄即將向國際空間站發射一對航天器

國際空間站(ISS)顯然是一個忙起來就停不下來的地方。作為繞地球飛行的一個太空軌道實驗室,宇航員們一直在開展各項實驗、觀察和科學工作。不過本周,ISS 將迎來比以往更忙碌的時刻,因為它將同時接待兩枚火箭發射,以接收送往這里的物資和旅客。 國際空間站資料圖(來自:NASA,via BGR) 首先,日本航天局(JAXA)計劃於本周二將 HTV-8 貨船送入太空。其中裝有四噸以上的重要物資,以及新的科學實驗設備。 同時,俄羅斯宇航局(Roscosmos)計劃在本周三早晨向國際空間站派遣三名新成員。 這三位宇航員分別是來自美國宇航局(NASA)的傑西卡·梅爾(Jessica Meir),俄羅斯的奧列格·斯基里波卡(Oleg Skripochka),以及阿聯酋的哈扎里·阿里·阿爾曼索里(Hazzaa Ali Almansoori)。 如果一切順利,其有望在美東時間下午 3 點抵達國際空間站。 JAXA 的定期補給任務,並沒有什麼特殊之處,主要是為 ISS 運送空氣、食物、水之類的必需品,以及要在空間站上安裝的新實驗設備。 發射初期,JAXA 貨船將先繞地球軌道運行一段時間,以做好同國際空間站對接的准備。NASA 預計該航天器會在周六上午抵達目的地。 俄羅斯的聯盟號乘員艙則會以更快的速度到達,其計劃在周三中午離開地球,並在短短六個小時後與國際空間站對接。 其中兩位新宇航員 —— NASA 的 Jessica Meir 和 Roscosmos 的...
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為慶祝黑洞周 NASA發布可愛的黑洞安全指南視頻

據外媒CNET報道,美國宇航局(NASA)本周發布了其黑洞安全指南,這是一段由戈達德太空飛行中心周一發布的動畫視頻。NASA的這段可愛視頻是面向對科學感興趣的年輕觀眾的,但它對任何年齡段的人都是有益的。 該視頻提供了有關黑洞的基礎知識,警告視頻中的卡通人物不要去參觀宇宙中最神秘的天體之一,並提供發現黑洞的重要提示和技巧。 戈達德太空飛行中心發布了慶祝黑洞周的視頻,並發布了安全小冊子,警告如果離黑洞太近,會出現輻射等。該視頻還涵蓋了如何區分超大質量黑洞和「嬰兒」黑洞等內容。 來源:cnBeta
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黑洞將會通向何處?誰知道呢 也許沒有出口

9月25日消息,據國外媒體報道,如果能夠穿越黑洞,你會去往哪里?會有什麼等待着你?如果你能安然無恙地回來,又能講述什麼有趣的故事呢?所有這些問題都可以用一句簡單的話來回答,那就是「誰知道呢?」 在科學技術日新月異的今天,黑洞的奧秘依然深不可測。落入事件視界之後,實際上就是越過了一層屏障。一旦有人掉下去,就再也不能把信息傳回來了,他們會被巨大的引力撕成碎片。所以理論上,任何穿過事件視界的人不會去往任何地方。 這聽起來似乎是一個令人失望和痛苦的答案,但其實也在意料之中。愛因斯坦的廣義相對論將時空與引力作用聯系起來,預言了黑洞的存在,後來的研究表明,黑洞是由質量足夠大的恆星死亡所產生的。恆星死亡之後,會留下一個小而緻密的殘余核心,假設這個核心的質量約為太陽的三倍以上,那麼引力就會使其坍縮,成為一個點,稱為「奇點」(又稱引力奇點或時空奇點),這是一個體積無限小、密度無限大、引力無限大、時空曲率無限大的點,被認為是黑洞的中心。 由此產生的黑洞具有極其強大的引力,甚至連光線都無法逃脫。因此,如果你發現自己處於事件視界時,你就註定無處可逃。德國天文學家卡爾•史瓦西(Karl Schwarzschild)計算得出,如果某天體的全部質量壓縮到很小的「引力半徑」之內,那麼其所有物質、能量(包括光線)都將被引力囚禁在內。從外界看,這一天體就是絕對黑暗的存在,也就是黑洞。事件視界就是黑洞周圍的時空曲隔界線,光和物質只能向內通過事件視界。根據梅西的說法,潮汐力會把你的身體縮成原子鏈的形式(也被稱為「意大利麵化」),並最終會在奇點處被壓碎。你或許會想在黑洞的另一端逃出來,但這似乎完全是幻想。 那麼,蟲洞呢? 蟲洞的想象圖。如果蟲洞存在,它們可能會通向另一個宇宙。但是,沒有證據表明蟲洞真實存在,也沒有證據表明黑洞也會像蟲洞一樣 多年來,科學家一直在研究黑洞成為蟲洞的可能性,是否能通往其他星系。正如一些人所說,黑洞甚至可能是通往另一個宇宙的路徑。 這樣的想法已經流傳了一段時間。1935年,愛因斯坦與內森·羅森(Nathan Rosen)合作建立了連接時空中兩個不同點的蟲洞(又稱愛因斯坦-羅森橋)假說。但在20世紀80年代,物理學家基普·索恩(Kip Thorne)發起了一個討論,試圖了解一個物體能否以物理方式穿過蟲洞。這一討論為蟲洞理論開辟了一些新的領域。索恩是研究愛因斯坦廣義相對論天體物理學含義的世界頂尖專家之一。 梅西說:「當我還是個孩子的時候,最先讓我對物理學產生了興趣的,就是基普·索恩那本關於蟲洞的暢銷書。」然而,蟲洞似乎並不存在。 事實上,索恩在他的《星際穿越》(The Science of Interstellar)一書中寫道,「我們的宇宙中沒有任何物體會隨着年齡的增長而變成蟲洞。」索恩向好萊塢電影《星際穿越》(Interstellar)的製作團隊提供了專業建議。索恩表示,穿越蟲洞這樣的理論性通道,很可能仍是科幻情節,而且沒有確鑿的證據表明,黑洞會允許這樣的通道存在。 但是,問題在於我們無法近距離親眼看到黑洞。我們甚至不能拍攝黑洞內發生的任何事情,因為光不能逃離黑洞的巨大引力,照相機就什麼也拍不到。根據目前的理論,任何穿過事件視界的東西都會被簡單地添加到黑洞中。而且,由於時間在接近這一邊界的地方會發生扭曲,這一過程似乎將極其緩慢地發生,因此我們不會很快獲得結論。 「我認為標準的說法是,它們導致了時間的終結,」哈佛大學天文學和物理學教授道格拉斯·芬克貝納(Douglas Finkbeiner)說,「遠處的觀察者不會看到他們的宇航員朋友掉進黑洞。當他們接近事件視界時,只會變得更紅、更暗(由於引力紅移)。但實際上,他的朋友已經掉進了黑洞,到了一個超越『永遠』的地方。無論這個『永遠』是什麼意思。」 也許黑洞會通向白洞 黑洞潮汐撕裂恆星事件的想象圖。當一顆恆星太接近超大質量黑洞時,就會發生潮汐撕裂事件 當然,如果黑洞確實指向星系或宇宙的另一部分,那麼在另一邊,可能就存在性質與之相反的東西。這可能是一個白洞嗎?這是1964年俄羅斯宇宙學家伊戈爾·諾維科夫(Igor Novikov)在1964年提出的概念。諾維科夫提出,黑洞與存在於過去的白洞相連。與黑洞不同,物質和光線無法進入白洞,但可以從這一時空區域離開。 科學家一直在探索黑洞和白洞之間的潛在聯系。2014年,物理學家卡洛·羅維里(Carlo Rovelli)和哈爾·哈格德(Hal M。 Haggard)在《物理評論D》(Physical Review D)雜誌上發表論文稱,「在有限的時空區域之外,存在一個滿足愛因斯坦方程的經典度規。而在這個有限的時空區域內,物質坍縮成黑洞,然後出現在一個白洞中。」換句話說,所有被黑洞吞噬的物質都有可能被噴出,當黑洞死亡時,它們可能就變成了白洞。 黑洞非但不會破壞它所吸收的信息,反而可能會停止坍縮。黑洞可能會經歷量子反彈,讓信息逃逸。如果是這樣的話,前劍橋大學宇宙學家、理論物理學家斯蒂芬·霍金的一個觀點或許就能找到一些線索。在上世紀70年代,霍金探索了黑洞因量子漲落而釋放粒子和輻射(熱能)的可能性。 芬克貝納指出,霍金認為黑洞不會永遠存在。在1976年發表於《物理評論D》的論文中,霍金計算出,輻射會導致黑洞失去能量,進而縮小並消失。另一方面,他聲稱輻射出來的粒子將是隨機的,不包含黑洞內部的信息,導致其中的信息將永遠消失。 這意味着,霍金的觀點與量子理論相悖。量子理論認為,信息不能被摧毀。物理學認為,信息正變得越來越難以找到,因為一旦丟失,就不可能知道過去或未來。霍金的想法導致了「黑洞信息佯謬」(black hole information paradox),長期以來一直困擾着科學家。有些人認為霍金完全錯了,而霍金本人甚至在2004年都柏林的一次科學會議上宣稱,他犯了一個錯誤。 那麼,我們是否要回到黑洞通過白洞來發出內部信息的概念呢?也許吧。在2013年發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)的研究中,美國路易斯安那州立大學的豪爾赫·普林(Jorge Pullin)等研究者將圈量子引力論應用於黑洞,發現引力會朝着黑洞核心的方向增加,但會減少並撞開進入宇宙另一區域的任何物質。這些結果為黑洞作為「傳送門」的觀點提供了額外的證據。在這項研究中,奇點並不存在,因此不會形成一個不可逾越的屏障。這也意味着,信息不會消失。 也許黑洞沒有出口 然而,物理學家艾哈邁德·阿姆黑利、唐納德·馬若夫、約瑟夫·波爾欽斯基和詹姆斯·蘇利仍然相信霍金的理論是有道理的。他們研究的理論後來被稱為「AMPS火牆」(或黑洞火牆)假說。根據他們的計算,量子力學可以有效地將事件視界變成巨大的火牆,任何與之接觸的物體都會在瞬間燃燒。從這個意義上說,黑洞沒有出口,因為沒有任何東西能進入黑洞。 然而,這違反了愛因斯坦的廣義相對論。如果有人能跨越事件視界,那他實際上不應該感到任何很大的困難,因為一個物體將處於自由落體狀態,根據等效原理,這個物體(或人)不會感受到引力的極端影響。這一觀點可以遵循宇宙中其他地方存在的物理定律,但即使不違背愛因斯坦的廣義相對論,它也會破壞量子場論,或者表明信息可能會丟失。 一個不確定的黑洞 讓我們再說回霍金。2014年,他發表了一項研究,在其中避開了事件視界的存在,認為引力坍縮會產生一個「表觀視界」。 這個視界將會使試圖離開黑洞核心的光線懸浮起來,並會持續「一段時間」。在他的重新思考中,表觀視界暫時保留了物質和能量,之後才會吸收和釋放它們。這種解釋最符合量子理論——量子理論認為信息不能被摧毀——而且,如果被證實,就將意味着任何東西都可以從黑洞中逃逸。 霍金甚至說黑洞可能根本不存在。「黑洞應該被重新定義為引力場的亞穩態束縛態,」他寫道。這里不會有奇點,雖然表觀視界會因為引力而向內移動,但它永遠不會到達中心,並被合並成一個緻密的物體。 然而,黑洞釋放的任何東西都將不會是被吞噬的信息形式。我們不可能通過觀察結果來判斷發生了什麼,而結果本身就是問題。 有一件事是肯定的,在未來很長一段時間內,關於黑洞的謎團將吞噬更多的科學研究時間。有物理學家最近提出,暗物質可以由黑洞蒸發後的殘餘部分組成。2018年,霍金去世前最後一篇黑洞論文公布,題名為《黑洞熵與軟毛發》。文中描述了零能量粒子如何離開事件視界,並不再返回。這個觀點表明,信息並不是消失,而是被捕獲。 然而,這與物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒提出的「無毛定理」相悖。該定理的基礎是,兩個黑洞對觀察者來說是無法分辨的,因為黑洞只有質量、角動量和電荷這三個不能編委電磁輻射的守恆量,其他信息都喪失了。霍金的觀點引起了科學家們的討論,但可以想見,想要了解黑洞究竟通向何方,我們還有很長的路要走。 來源:cnBeta
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人聲帶組織在實驗室培養成功

據英國《自然·通訊》雜誌24日發表的一項醫學研究,美國團隊在實驗室培養出人聲帶組織(即黏膜)的三維模型。該模型可用於對聲帶疾病或損害的相關藥物和療法研究。 聲帶的振動功能要求它必須足夠靈活,每秒振動上百次的特點又要求它足夠堅韌,因此人的聲帶是一種很「精緻」的系統,一直以來極難被復制。但聲帶卻容易受到慢性炎症的影響,主要由環境損傷導致——包括香煙、過敏原或感染。由於從健康聲帶中提取細胞樣本會導致不可逆的損傷,科學家對聲帶疾病和修復策略的研究長期以來存在困難。 此次,美國威斯康星大學麥迪遜分校科學家蘇珊·賽寶特及其同事,在他們之前小鼠研究的基礎上,從人誘導多能幹細胞(hiPSC)中提取了聲帶上皮細胞。研究表明,hiPSC源性聲帶組織在遺傳學和形態上都與天然人聲帶黏膜類似。 當暴露在煙霧中時,該組織會表現出在人喉中發現的反應,即炎症。研究團隊隨後將該組織在5%的香煙煙霧提取物中暴露了一周的時間,觀察是否會誘導出與煙霧相關的黏膜炎症。結果顯示,煙霧會導致黏膜炎症以及細胞類型的異常重塑,影響上皮屏障結構。 研究人員表示,聲帶是人類發音的基礎,也是分隔聲道和食物飲料進入消化通道的關鍵分界,並能防止異物進入呼吸道。但此前未有能模仿真正聲帶組織的技術出現,現在的模擬聲帶組織,不但是一種很有前景的候選方案,也有望讓那些因手術或損傷失去聲帶的患者重新發聲。 總編輯圈點 聲帶是最能展現人的思想與內在的器官,它雖然小,卻極其不尋常——絕大多數動物,包括除了人以外的其他靈長類動物,都不具備人類控制聲帶發出復雜聲音的本領。因喉部疾病而損壞或摘除聲帶的患者,都遺憾地喪失人生一項基本體驗。好在干細胞療法提供了希望,或許結構相對簡單的聲帶組織將會是干細胞再生醫學成功的首選平台。 來源:cnBeta
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SpaceX升級兩處發射台:准備試飛星際飛船原型

9月25日消息,據外媒報道,美國太空公司SpaceX的兩個星際飛船(Starship)原型都已經接近完成組裝,該公司現在開始升級發射架,以支持這些飛船進行首次試飛。 圖1:SpaceX已經開始為其位於得克薩斯州博卡奇卡的發射設施配備所需硬件,用於支持星際飛船原型Mk1首次試飛 SpaceX於9月21日破土動工了星際飛船原型Mk2的發射設施,它是佛羅里達州卡納維拉爾角現有LC-39A發射台的附加設備,也是星際飛船第一次超重運載火箭(Super Heavy)軌道發射嘗試的可能地點。 9月21日,有攝影記者注意到了SpaceX在39A發射台改造與星際飛船原型發射相關項目取得的進展。在過去十天左右時間里,SpaceX始終在其擬議位置安裝硬件,並最終於21日破土動工,這很可能表明該公司正在等待官方批准或施工許可。 39A發射台的相關升級工作可能需要6-12個月的時間完成,這取決於其改造程度以及SpaceX希望這些設施使用多長時間。目前,SpaceX只進行了相當少的改造,包括增設混凝土墊、鋼發射支架和水冷火箭排氣轉向器、沼氣場和相關管道、現有氧/氮/氦地面系統擴展,以及某些與雨水管理相關的項目。 圖2:星際飛船Mk1需要比StarHopper更多的推進劑 與此同時,SpaceX正計劃最早於本月將其星際飛船原型Mk2運送到39A發射台附近,盡管可能要推遲到10月份。SpaceX已經將其佛羅里達的部分員工轉移到得克薩斯州,試圖加快星際飛船Mk1的整合。除非發生意外,星際飛船Mk1幾乎可以保證會先於Mk2試飛。 在得克薩斯州博卡奇卡,SpaceX地面工程師和技術人員正在努力升級當地現有的發射設施,這些設施以前用於支持星際飛船原型測試版StarHopper測試、猛禽靜態點火測試和懸空測試等活動。StarHopper於8月27日完成了第二次也是最後一次懸空測試。 雖然現有的發射硬件對於StarHopper來說已經足夠了,但星際飛船原型的體型要大得多,並且有新的需求,因此需要對相關設施進行升級。 SpaceX首席執行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)希望星際飛船Mk1最早在2019年10月做好首次試飛准備,該公司已經向FCC提交了申請,並認為10月13日是個發射的好日子。(小小) 來源:cnBeta

科學家發現馬尾藻正在吞噬墨西哥海灘

一種名為馬尾藻的海藻正在入侵墨西哥海岸,科學家們目前還不確定其中原因。馬尾藻是重要海洋棲息地,為海洋生物提供了庇護所和食物,但它現在對沿海生態系統構成了威脅,也影響到了人類生存。 自2011年以來,馬尾藻已經淹沒了墨西哥灣和加勒比海的海岸線,這讓研究人員感到困惑,因為這種棕色大型海藻曾經在海洋中生長,但是現在情況已經發生了變化。NASA的衛星圖像顯示馬尾藻已經分散在整個加勒比海地區,並且對墨西哥沿海地區造成嚴重破壞。 在陸地上,海藻聞起來像臭雞蛋,在某些地區,海藻幾乎完全覆蓋了沙灘,對海龜在沙灘上產蛋造成嚴重威脅,因為它們會被海藻卡住,甚至根本無法到達海灘。一項研究表明,海灘上的海藻會對人類健康造成威脅,或引發新的疾病,其中包括會引起哮喘,頭痛等呼吸道疾病,甚至是記憶力喪失,所有這些都歸因於海藻死亡時產生的有毒氣體,例如硫化氫和氨氣。 另外,海藻接近海岸並開始腐爛時,它消耗了更多的氧氣,形成了特殊 「低氧區」。這意味着珊瑚藻等其它海草,魚類,海龜和其他海洋生物可能會因為缺氧而死亡。科學家認為南北極冰山加速融化,降低海水鹽分濃度,可能會導致馬尾藻生長和擴散超過往年,亞馬遜地區森林砍伐變成農田,導致流入亞馬遜河然後再進入海洋的化肥量增加,這可能是另一個原因。 來源:cnBeta

研究人員製造出可以彎曲的手機電池

目前手機電池是剛性設備,在彎曲或折斷時會過熱。蘇黎世聯邦理工學院科學家研發了一種新型柔性電池。研究人員表示,這種電池可以彎曲,拉伸和扭曲,並且仍然可以正常工作。對於柔性電子產品和智能手機來說,該電池具有巨大潛力。 彎曲的能力可以將電池放置在整個智能手機內部,甚至可以放在鉸鏈區域。該團隊表示,柔性電池也可能是未來柔性設備理性選擇。這種柔性薄膜電池原型可以彎曲和扭曲,而不會中斷給設備供電,其中的關鍵之一是使用特殊電解質。 蘇黎世聯邦理工學院博士生Xi Chen發現了這種新的電解質,使整個電池具有柔性成為可能。該電池使用可彎曲的聚合物復合材料作為陽極和陰極。內表面有一層微粉化的銀薄片。 這些薄片像屋頂瓷磚一樣重疊,電池彎曲時不會彼此失去接觸。如果薄片之間確實失去了接觸,那麼電力仍然可以通過含碳復合材料傳遞。電池有一個水基凝膠電極,使用高濃度的鋰鹽。研究人員表示,這種電池有許多潛在的應用。一個例子是讓電池直接縫在織物上。 來源:cnBeta

歐洲發現「消失的大陸」 距今2.4億年

又一塊「失落大陸」被發現!據美國有線電視新聞網(CNN)23日報道,這塊大陸被稱為「大阿德里亞(Greater Adria)」,面積和格陵蘭島一樣大,位於北非和歐洲大陸之間,大約1.4億年前與北非斷裂,被埋入南歐後湮沒無聞。 據CNN介紹,研究人員在重建地中海地區復雜地質的演化過程中有了這一發現。本月,這項研究被發表在國際知名地學刊物《岡瓦納研究》上。 CNN稱,研究人員發現,在約2.4億年前的三疊紀時期,大阿德里亞開始形成自己的大陸。而研究山脈的演變能夠揭示大陸的演變過程。 研究的作者、荷蘭烏得勒支大學全球構造和古地理學教授道韋•范•欣斯貝亨(Douwe van Hinsbergen)表示:「我們調查的大多數山脈都起源於超過2億年前一塊從北非分離出來的大陸。而這塊大陸僅存的一部分是一條狹長地帶,從(意大利)都靈經過亞得里亞海,一直到意大利的靴子後跟部分(註:意大利國家的輪廓像一支靴子)。」報道稱,這塊地區被地質學家稱為「阿德里亞」,因此這項研究的研究人員也把這塊以前未被發現的大陸稱為「大阿德里亞」。 CNN說,很有可能,你甚至都不知道自己曾去過那里。范•欣斯貝亨稱:「每年都有大批遊客在失落的大阿德里亞大陸度假,但他們並沒有意識到這一點。」 此外據CNN介紹,這並不是第一塊被發現的「失落大陸」。2017年9月,一個研究小組在南太平洋通過海洋鑽探發現了失落的西蘭大陸。 來源:cnBeta
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丹尼索瓦人DNA分析披露人類神秘遠親面容

據外媒報道,人類族譜有許多分支,但我們對其中的大多數並不完全了解。其中最神秘的當屬丹尼索瓦人,他們一直到2008年才被發現,人們對其的描述來源於一些散落的骨頭碎片和DNA。這意味着大家並不知道他們長什麼樣,不過現在研究人員首次成功地重建了一張丹尼索瓦人的臉,這要歸功於DNA甲基化作圖技術。 丹尼索瓦人跟現代人和尼安德特人生活在同一時代。盡管人類對後者已經了解得相當多,但由於缺乏化石證據,丹尼索瓦人仍籠罩在神秘之中。目前研究人員擁有的只有幾顆牙齒、一根手指、一塊頜骨和其他一些碎片。 但現在,來自耶路撒冷希伯來大學的研究人員利用從指骨中提取的DNA重建了一名年輕的丹尼索瓦婦女的臉。也許並不令人意外的是,她身上既有現代人的特徵,也有尼安德特人的特徵,還有一些獨特之處。 根據重建結果,丹尼索瓦人的頭骨比其他任何一個物種都要寬,另外他還沒有下巴。他們的牙弓雖然跟我們現在一樣大,但其臉更長、前額跟尼安德特人一樣傾斜。總的來說,研究人員發現了56個不同於我們和尼安德特人的解剖學特徵,其中有34個僅存在於在頭骨中。 這項研究的主首席作者Liran Carmel表示:「我們提供了丹尼索瓦人骨骼解剖學的第一次重建。雖然在很多方面丹尼索瓦人跟尼安德特人相似,但在某些特徵上他們又跟我們相似,而在另一些特徵上他們又是獨一無二的。」 研究小組通過研究所謂的DNA甲基化圖譜得出了這些結論。甲基化是一種表觀遺傳機制,它改變某些基因的功能但不影響潛在序列。據了解,研究人員首先比較了人類、尼安德特人和丹尼索瓦人的甲基化模式,看看他們之間有什麼不同。然後,他們基於在某些疾病中這些基因停止作用所發生的情況找出這些差異可能意味着什麼。 而為了確保預測的准確性,研究小組首先對尼安德特人和黑猩猩的DNA甲基化圖譜進行了研究--很明顯,尼安德特人和黑猩猩的DNA甲基化圖譜已經為人所知。研究人員發現,這項技術能夠准確預測85%的解剖特徵,這讓他們有了相當大的信心,並相信最終生成的丹尼索瓦人臉結果是相當准確的。 這一研究結果甚至後來得到了某種程度的作證。該研究團隊指出,就在他們的論文被送去接受同行評審的幾周後另一篇描述描述丹尼索瓦人顎骨的論文發表。 Carmel說道:「我們很快將這塊骨頭跟我們的預測進行了比較,發現它跟我們的預測完全吻合。」 相關研究報告已發表在《Cell》上。 來源:cnBeta

轉基因蚊子試驗惹爭議:想讓蚊子不孕不育,卻產生了新變種?

2013年以來,數千萬只基因改造蚊被投放至巴西城市雅科比納(Jacobina),它們會和野生蚊子雜交,並且後代會不育,這樣能大幅降低當地野生伊蚊的數量。然而,近期發表於《科學報告》的研究指出,當地的蚊子種群中已經檢測到了源自基因改造蚊的基因,這說明它們和野生蚊雜交的後代也能傳遞基因。 研究推測這種新的「混血」蚊子可能生存能力更強,會變相加速病毒傳播。但這一觀點也遭到生物公司與一些專家的質疑和反對。 編譯丨於穎卓 審校丨楊心舟 「以蚊治蚊」的計劃 伊蚊(Aedes)是蚊科中最大的屬,有近1000個不同的蚊子物種,我們所熟知的「花蚊子」(白紋伊蚊),以及對人類威脅最大的埃及伊蚊(Aedes aegypti)都屬於伊蚊屬。 埃及伊蚊是多種致命傳染病的主要傳播媒介,它們攜帶的病毒可導致黃熱病、登革熱、寨卡等多種疾病。埃及伊蚊不僅危害着人類的健康,還給全世界造成了巨大的經濟損失。其中,巴西等國家更是飽受其害。 埃及伊蚊,登革熱、黃熱病等多種致命傳染病的主要傳播媒介(來源:Wikipedia) 由於目前針對蚊媒傳染病的有效疫苗和藥物少之又少,科學家主要傾向於切斷這些傳染病的傳播渠道,即想辦法控制或消滅攜帶病毒的蚊子。傳統的方法主要是利用殺蟲劑進行滅蚊,但鑒於它容易使蚊子產生耐藥性,又對生態環境具有較大的破壞性。現在,科學家正積極尋求更為有效的對策,而基因改造技術,正是其中頗具吸引力的一種新方法。 十多年來,英國的生物技術公司Oxitec一直對轉基因蚊子進行試驗。他們的策略是在不咬人的雄性埃及伊蚊體內植入一種致死基因,當野生雌蚊與之交配後,這種致死基因會傳遞給下一代,導致其代存活能力極差且「不孕不育」,從而顯著降低蚊子的數量。 Oxitec成功研發出了理想的轉基因伊蚊,代號OX513A。他們首先將分別擁有古巴和墨西哥血統的埃及伊蚊進行了雜交,然後向雜交品種體內植入了兩種基因——一種可致後代死亡,另一種可產生熒光蛋白從而便於追蹤。在實驗室條件下,OX513A與野生型交配後,僅有3%左右的後代能夠存活至成年,而且Oxitec相信,剩下的少數的倖存者也不具有生育能力。 前景似乎一片光明。 於是,巴西政府出資購買了OX513A,以期控制當地肆虐的蚊子和其引發的登革熱。從2013年開始,Oxitec每周向巴西東部巴伊亞州的雅科比納市投放大約45萬只OX513A雄蚊,並持續投放了27個月。根據Oxitec的報告,當地野生蚊子的總數下降了90%,成果喜人。 意想不到的基因傳遞 按照Oxitec的完美設想,OX513A和當地野生雌蚊交配後,下一代存活率極低,且無法擁有生育能力。然而,事實真是如此嗎? 耶魯大學的進化生物學家Jeffrey Powell帶領他的研究團隊進行了獨立調查。在投放項目開始後的第6、12、27個月,他們對雅科比納的多個地點的伊蚊幼蟲進行了三次采樣和基因分型,最後一次屬於連續采樣,一共持續了3個月。 分析結果與Oxitec的報告大相徑庭,研究團隊發現,當地蚊子的基因組與原先相比發生了明顯的變化,樣本中大約10%到60%的個體擁有了來自OX513A的基因。這意味着,OX513A與野生雌蚊的後代不僅可育,還產生了不少擁有巴西、古巴、墨西哥的「三國混血」。而按照Oxitec原先的描述,雜交後代應該會不孕不育,迅速死亡,因此OX513A的基因不應該傳遞下去。也就是說,這一切原本不應該發生。 Powell對此現象表示擔憂,他猜測新型蚊子有可能比它們的父輩更強大。研究團隊檢測了新變種對登革熱和寨卡病毒的傳播率,但並未發現顯著差異。然而,研究人員認為這只是在實驗室條件下進行的測定,這些新變種在野外傳播其他病毒的能力也許會有所不同,又或者OX513A的基因滲入可能會增強新變種對於殺蟲劑的耐藥性。 Powell強調:「雖然目前新變種沒有顯示出任何已知的健康風險,但是未知的結果才是最令人擔憂的。」 值得注意的一點是,在投放項目後期,研究團隊採集到的伊蚊樣本中OX513A的基因滲入明顯減少。另外有研究表明,雄蚊投放初期對當地的伊蚊起到了巨大的抑製作用,但不知為何,18個月以後,抑製作用大大減弱,伊蚊數量又逐漸恢復到了原先的水平。 Powell等人猜測,雅科比納的雌蚊可能產生了「交配偏向」現象,即雌性不願意與繁殖能力弱的雄性進行交配,而這些基因改造蚊可能位列其中。 反駁和質疑聲 Powell等人的論文於9月10日在《科學報告》上發表後,遭到了Oxitec方面的強烈反駁。 公司發言人稱,Powell團隊的研究包含了「大量虛假的、推測性的和未經證實的說法」。在一份長達三頁紙的文件中,Oxitec指責論文並沒有發現「OX513A雄蚊的投放對當地的人群或者環境有任何實質性的負面影響」,卻充斥着各種誤導性的猜測。早在野外實際投放之前,公司內部的試驗結果就表明向OX513A插入的「致死基因」並不會讓蚊子後代100%致死,後代仍有小概率存活。發言人表示,公司「非常清楚這一點」。 對於論文中提及的「交配偏向」這一說法,Oxitec也進行了駁斥:全球范圍內已經投放了大約10億只轉基因雄蚊,從未有人觀察到「交配偏向」的現象。 爭議持續發酵,一些與Oxitic沒有利益關系的科學家也站了出來,對該論文表達了自己的質疑。 賓夕法尼亞州立大學的昆蟲學家Jason Rasgon肯定了論文中遺傳學發現的重要性,但他也表示其中的一些猜測顯得誇大其詞且不負責任。Rasgon認為,作者應該在論文里強調,在新出生的蚊子里並沒有發現轉基因蚊DNA里的致死基因和熒光蛋白基因。現在雅科比納蚊子種群里發現的新基因只不過是來自OX513A雄蚊的「遺傳背景」,即OX513A基因中本來就有一些來自古巴和墨西哥種群。 Powell的研究團隊猜測擁有三國血統的新蚊子「可能」比現有種類的蚊子更加難以對付,但Rasgon指出這樣的猜測缺乏數據支撐。Rasgon擔心,這篇論文可能會激發民眾對於轉基因生物的懷疑情緒,因此希望論文做出相應的澄清。 鑒於該論文的結論遭到了來自各方的批評與質疑,9月17日《科學報告》的編輯在網頁上增加了一條聲明,表示會在近期對這些問題進行答復。 仍在進行的試驗 現在,Oxitec並沒有停下研發的腳步。他們已經採取了一系列改進措施,使得第二代轉基因蚊子能夠更有效地傳播致死基因。與以往不同,新一代致死基因只會殺死吸血的雌性後代,而雄性後代則得以存活,從而能夠繼續傳遞致死基因。今年6月 Oxitec宣布,他們在巴西的田間試驗取得了巨大的成功,當地的蚊子數量下降了96%。 美國德克薩斯州和佛羅里達州也在考慮使用Oxitec的轉基因蚊子來控制當地的蚊子種群數量。最近,Oxitec向美國相關部門提供了他們的新型轉基因蚊子以供審查。9月11日,美國環境保護署公開了Oxitec的申請,向民眾徵求意見。一旦獲得批准,這些新型蚊子很快就會在佛羅里達群島進行第一次的投放。 相關鏈接: https://www.nature.com/articles/s41598-019-49660-6 https://www.the-scientist.com/news-opinion/gm-mosquito-progeny-not-dying-in-brazil--study-66434 https://www.sciencemag.org/news/2019/09/study-dna-spread-genetically-modified-mosquitoes-prompts-backlash https://www.sciencemag.org/news/2019/09/study-dna-spread-genetically-modified-mosquitoes-prompts-backlash https://news.yale.edu/2019/09/10/transgenic-mosquitoes-pass-genes-native-species 來源:cnBeta

[圖]科學家成功研發新型納米激光:比人的頭發薄約一千倍

近期由美國西北大學和哥倫比亞大學組成的科研團隊成功研發出新型激光,在對人體幾乎不產生損害的情況下植入到生物組織中。研究團隊測量的厚度不到150納米,而且所需要的功率也非常小。團隊希望進一步對該激光設備進行優化,從而為神經系統疾病和疾病診斷開辟新的療法。 長期以來,科學家都在研究如何利用光來改善患者的各種症狀。這些措施包括,使用各種激光療法來攻擊癌細胞,在「脆弱區」(delicate areas)清除患病組織,清除可能引起阿爾茨海默氏症和帕金森氏症的有毒腦蛋白等等。 不過激光在檢測癌症和其他疾病上也有巨大的潛力。例如,今年早些時候,阿肯色大學的科學家發表了一篇論文,描述了一種工具,該工具使用激光加熱血液周圍循環的腫瘤細胞,使其可以通過超聲波檢測。 該科研團隊新開發的設備主要由玻璃製成,厚度在50至150納米之間,比人的頭發薄約一千倍。以前,在開發這種規模的激光器方面已經取得了進展,但是它們通常需要紫外線來為其供電,這並不總是理想的。 哥倫比亞大學機械工程學副教授P. James Schuck說:「這很糟糕,因為人們如果想要在非常規環境下使用小型激光器,極易受到紫外線和低效操作所產生的多餘熱量的損害。」 於是Schuck和他的團隊重點關注了稱之為「photon upconversion」(光子上轉換)的過程,在該過程中,低能光子被吸收並引導到具有更高能量輸出的單個光子中。通過這樣做,研究人員將低能生物相容的紅外光子轉變為可見的激光束。 西北大學Weinberg College of Arts and Sciences的化學教授Teri Odom表示:「我們產生的納米激光是透明,但是當我們用肉眼看不到的光泵浦光時,可以產生可見光子。這種連續波、低功率特性將打開許多新應用,尤其是在生物成像領域。」 研究人員表示除了人體之外,這種納米激光還可以在其他高精度、高密集的領域使用,例如量子電路和微處理器。 該小組的研究發表在《自然·材料》雜誌上。 來源:cnBeta
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歐洲發現一塊「失落大陸」 約1.4億年前被埋進南歐底下

又一塊「失落大陸」被發現!據美國有線電視新聞網(CNN)23日報道,這塊大陸被稱為「大阿德里亞(Greater Adria)」,面積和格陵蘭島一樣大,位於北非和歐洲大陸之間,大約1.4億年前與北非斷裂,被埋入南歐後湮沒無聞。 CNN報道截圖 據CNN介紹,研究人員在重建地中海地區復雜地質的演化過程中有了這一發現。本月,這項研究被發表在國際知名地學刊物《岡瓦納研究》上。 CNN稱,研究人員發現,在約2.4億年前的三疊紀時期,大阿德里亞開始形成自己的大陸。而研究山脈的演變能夠揭示大陸的演變過程。 研究的作者、荷蘭烏得勒支大學全球構造和古地理學教授道韋•范•欣斯貝亨(Douwe van Hinsbergen)表示:「我們調查的大多數山脈都起源於超過2億年前一塊從北非分離出來的大陸。而這塊大陸僅存的一部分是一條狹長地帶,從(意大利)都靈經過亞得里亞海,一直到意大利的靴子後跟部分(註:意大利國家的輪廓像一支靴子)。」報道稱,這塊地區被地質學家稱為「阿德里亞」,因此這項研究的研究人員也把這塊以前未被發現的大陸稱為「大阿德里亞」。 CNN說,很有可能,你甚至都不知道自己曾去過那里。范•欣斯貝亨稱:「每年都有大批遊客在失落的大阿德里亞大陸度假,但他們並沒有意識到這一點。」 此外據CNN介紹,這並不是第一塊被發現的「失落大陸」。2017年9月,一個研究小組在南太平洋通過海洋鑽探發現了失落的西蘭大陸。 來源:cnBeta
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動物研究發現記不住夢境的大腦機制

你有沒有做夢之後怎麼也想不起來的經歷?美日兩國研究團隊在動物試驗中發現,大腦中一種控制食慾的激素可能還參與調節記憶,使夢境容易被遺忘,以防大腦信息過載。 發表在最新一期美國《科學》雜誌上的這項研究顯示,52.8%的可分泌「黑色素聚集激素」的小鼠下丘腦細胞會在「快速眼動睡眠」中被激活,黑色素聚集激素是一種參與調控食慾的分子。研究顯示,小鼠清醒時,只有35%的下丘腦細胞被激活。 研究人員利用基因工具激活或關閉小鼠大腦中分泌「黑色素聚集激素」的神經元,發現在快速眼動睡眠期,激活這種神經元會使小鼠記憶變差,反之記憶會得到改善。 據介紹,在快速眼動睡眠階段,動物眼球會快速移動,身體肌肉放鬆,並伴隨着做夢,但在醒來時會將多數夢境忘掉。論文共同作者、美國斯坦福研究院神經科學中心主任托馬斯·基爾達夫說,研究結果表明某一類神經元是否被激活控制着大腦能否記住夢中的信息。 研究發現,這類下丘腦細胞在學習和記憶功能中發揮作用,它們通過長長的軸突向海馬體發送抑制性信號,而海馬體是大腦的記憶中心。研究人員說,發現睡眠中的遺忘機制有望增進對創傷後應激障礙和阿爾茨海默病等與記憶有關疾病的理解。 來源:cnBeta
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新型銻納米鏈電極有望助推鋰電池發展

當下許多致力於改善鋰電池的研究,都集中在電極所用的材料上,因為材料用於存儲離子以產生電流。盡管石墨是目前的首選,但其它材料的確可以保證更大的容量、使用壽命、以及更快的充電速度,正式需要在某些重要的方面做出一定的妥協。好消息是,普渡大學的科學家們,剛剛提出了一種類似網狀結構的「納米鏈」(Nanochains)新設計,使得高級電極材料能夠發揮更大的效用。 上圖黑色部分即「納米鏈」電極材料(圖自:Purdue University / Kayla Wile) 當下科學家們正在尋找各種性能更佳優異的材料,來替代通常用於鋰電池的石墨材料,但也經常面臨着其它復雜的挑戰,比如重量太大、形狀不規則而難以用於商業產品上。 在持續努力下,普渡大學的一支研究團隊聲稱,其在一種被稱為銻(Antimony)的准金屬材料研究方面,取得了重大的突破。 據悉,銻(Sb)已經被人類使用數千年,甚至可追溯到埃及的文物花瓶、甚至被婦女用作眼線筆。現如今,它作為一種阻燃材料,在電視屏幕和其它電氣設備中也得到了廣泛的運用。 而電池研究人員的興趣,則源於該材料已證實的「可增強實驗性鋰離子電池的充電性能」的特性。只是截至目前,將其內置到可為智能機供電的鋰離子電池中,仍存在着棘手的問題。 銻納米鏈的三維結構(圖自:Applied Nano Materials) 研究人員發現,使用銻金屬和其它類似金屬作為電極成分,會使材料在充電時膨脹至原始尺寸的三倍。普渡大學化學工程副教授 Vilas Pol 表示: 若貿然在智能機電池中運用,無異於隨身攜帶着一枚隨時可能失效的手雷。而為了克服這項設計缺陷,Vilas Pol 與同事們提出了一個很好的想法。 通過在混合物中添加一種被稱作氨硼烷(ammonia -borane)的還原劑、以及一種成核劑(nucleating agent),研究團隊能夠將微小的單個銻顆粒結合成網狀結構。 氨硼烷是其中的關鍵,因為它能夠在納米鏈中形成空隙,使得材料不會因膨脹而失效。有趣的是,研究團隊發現該方案也僅適用於特定類型的氯化銻(antimony-chloride)化合物。 新型紐扣電池的想象圖(來自:Purdue University / Henry Hamann) 其在實驗室中測試了採用新方案的電池,結果發現原型電池可在 100 個充放電循環中,保持鋰離子容量的穩定。 Vilas Pol 表示:在前百個充放電周期內,它基本上沒有發生什麼變化。這意味着我們沒理由懷疑它會在第 102 周期有什麼不同。 有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《應用納米材料》(Applied...
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研究稱貓咪可能會對其主人產生「安全依戀」

據外媒CNET報道,貓咪通常給人留下了高冷的印象,一些人可能認為貓咪是一種冷漠、以自我為中心並具有「反社會傾向」的動物。俄勒岡州立大學的一項新研究正在撼動其中的一些小貓定型觀念。 研究小組使用了「安全基礎測試」,這種一種測試依戀的方法,讓貓咪及其主人在一個新房間里待上兩分鍾,之後讓他們分開兩分鍾,然後再將他們一起待上兩分鍾。 該研究考慮了貓咪在回到主人身邊後的行為,以評估動物的依戀風格。研究人員使用與先前研究中用於評估狗狗和靈長類動物相同的依戀標準。 俄勒岡州立大學人與動物互動實驗室的研究員Kristyn Vitale表示:「我們的研究表明,當貓生活在對人的依戀狀態時,依戀行為是靈活的,並且大多數貓咪都將人作為舒適的來源  。」 Vitale是周一發表在《細胞生物學》雜誌上的一項研究的主要作者。 這項研究覆蓋了70隻小貓和38隻年長的貓,發現兩組之間的結果相似。研究人員將64.3%的小貓歸類為「安全依戀型」,將35.7%的小貓歸類為「不安全依戀型」。 俄勒岡州立大學在周一的報道中說道: 「安全依戀在人身上的貓的壓力較小,它們可以在人與周圍環境之間保持注意力的平衡。」 「不安全依戀型」貓咪則表現出壓力行為,例如扭動它們的尾巴或避開它們的主人。 這些結果可能無法解開貓咪依戀謎團。2015年的一項研究表明,貓咪並未顯示出安全依戀主人的跡象。該研究使用了不同類型的依戀測試,這可能解釋了不同的結論。 來源:cnBeta
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青少年氣候活動家在聯合國氣候行動峰會上呼籲採取行動

據外媒The Verge報道,當地時間周一在紐約舉行的聯合國氣候行動峰會令人難忘,一些氣候活動家希望此次會議標志着氣候行動的新紀元。「所有後代都關注着您。如果您選擇讓我們失望,我會說我們永遠不會原諒您。」青少年氣候活動家Greta Thunberg在氣候行動峰會上的開幕詞中對聯合國代表說。 研究人員表示,要將全球平均氣溫升幅限制在1.5攝氏度內,全世界需要在2030年前將溫室氣體排放量減少一半,這一目標遠遠超出了大多數國家目前的承諾。Thunberg說道:「今天將不會有任何符合這些數字的解決方案或計劃。因為這些數字太不令人舒服了。而且您還不夠成熟來如實反映情況。」 世界各國領導人本周齊聚一堂,參加一年一度的聯合國大會。今年的聯合國大會以圍繞氣候變化的熱點話題而開幕。聯合國秘書長安東尼奧·古特雷斯於9月23日召集了關於氣候變化的特別峰會,目的是敦促各國加大在此問題上的行動。在活動開始數月之前,人們就已經發起計劃,截至上周五全世界有數百萬人參加了與氣候變化有關的罷工。但是一些最大的經濟體和污染者尚未兌現減少排放的承諾。 世界資源研究所環境組織總裁兼首席執行官Andrew Steer表示:「雖然預計各國將出席峰會以宣布將增強其氣候野心,但大多數主要經濟體都嚴重缺乏行動。他們的野心不足與全球對行動的需求不斷增長形成鮮明對比。」 預期的承諾是各國在2015年具有里程碑意義的《巴黎協定》期間所作承諾的更新。當時有195個國家同意共同努力,阻止世界變暖,主要目標是將本世紀全球平均氣溫上升幅度控制在2攝氏度以內,並將全球氣溫上升控制在前工業化時期水平之上1.5攝氏度以內。在這些承諾的基礎上至關重要,所有國家當前行動計劃的綜合力量仍然僅將全球平均氣溫上升幅度限制在2.7至3.7攝氏度之間。 到目前為止,已有65個國家表示將提高其國家氣候目標-但這還不夠。例如美國和印度是全球最大的溫室氣體排放國之一,因此,它們的承諾必將對預防氣候危機產生最大的影響。但是,這些國家尚未明確承諾在2020年截止日期之前採取行動以更新其國家氣候計劃。 美國總統特朗普此前宣布他將讓美國退出《巴黎協定》,他在峰會上聽了15分鍾後離席。印度總理莫迪在峰會上宣布,他將把印度可再生能源結構的目標提高一倍以上,達到450吉瓦的目標。但是他的講話沒有具體的時間表,也沒有承諾提高《巴黎協定》規定的印度官方的碳減排目標。 環保倡導者表示,要實現他們希望從各國看到的大膽舉措,持續施加壓力將是必要的。「氣候行動峰會的一系列令人失望的結果為即將舉行的(2019年12月和2020年12月的聯合國氣候大會)帶來了更大的風險,屆時領導人將再次有機會讓人失望。」董事Winnie Byanyima在開發組織的聲明中說。「我們不能繼續將這些決定推向前進–我們已經沒有時間了。」 但是,一些容易受到海平面上升和與氣候變化有關的極端天氣事件的影響的小島國正在向前邁進,並呼籲其他國家效仿。馬紹爾群島共和國宣布了「氣候危機」,並更新了其承諾,以實現更雄心勃勃的將升溫限制在1.5攝氏度以內的目標。馬紹爾群島共和國總統希爾達·海涅發推文: 「歷史將根據各國是否提交明年提高巴黎協定目標的計劃以及到2050年實現淨零碳排放來判斷這一切#ClimateActionSummit。」 氣候行動峰會確實取得了一些勝利。公司和國家在國際舞台上展示了已在起作用的氣候解決方案,包括可再生能源和備災工作。此次峰會通過綠色氣候基金籌集了更多資金來幫助發展中國家進行氣候努力。瑞典、丹麥、瑞士和挪威等國對該基金的認捐額增加了一倍,使該基金達到70億美元。 德國和斯洛伐克與新澤西州和波多黎各一起加入,承諾在2020年後停止開設新的燃煤電廠。現在有32個國家政府,25個地方政府和34個企業承諾不再新建燃煤電廠。 在野心勃勃的背景下,整個活動期間,像 Thunberg這樣的年輕氣候活動家都要求採取更大膽的行動。到最後,她和其他15名年齡在8至17歲之間的人向聯合國提出申訴,聲稱對氣候變化採取的行動不足,侵犯了其作為兒童的權利。 Thunberg在新聞發布會上說道:「我們必須為最壞的情況做好准備,即使(峰會)的結局不好,我們也要繼續。我們所做的一切都很重要。」 來源:cnBeta
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科學家發現隱藏在南非的全新礦物

據外媒BGR報道,科學家通常對地殼中存在哪些物質有相當清楚的了解,盡管有數百年的研究,但有時我們的星球還是使研究人員感到困惑。來自阿爾伯塔大學的博士生Nicole Meyer發現了一種此前從未見過的礦物形式,藏在南非一個火山岩採石遺址的一顆鑽石中。 Nicole Meyer和一組研究人員是第一批識別被稱為Goldschmidtite的礦物的科學家,這是一種奇怪的元素組合,可以幫助瞥見地球地幔的內部構造。 他們在一個名為Koffiefontein的火山岩採石遺址的鑽石內部發現了第一個有記錄的Goldschmidtite樣品,該樣品是為了紀念傳奇地球化學家Victor Moritz Goldschmidt而命名的。構成該礦物的元素使其成為一種真正古怪的物質。 「Goldschmidtite中的鈮、鉀和稀土元素鑭和鈰的含量很高,而地幔的其餘部分則由其他元素(例如鎂和鐵)主導,」 Meyer解釋道。有關該研究的論文在《American Mineralogist》雜誌上發表。 研究地幔深處的物質非常困難。鑽石夾雜物(一種在形成鑽石時被鎖定在鑽石內的材料)的發現可以為研究行星深處的物質提供線索。團隊共同主管Graham Pearson表示:「Goldschmidtite對於鑽石捕獲的夾雜物來說非常罕見,它為我們提供了影響鑽石形成過程中影響大陸深層的流體過程的快照。」 來源:cnBeta
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解碼引力波信號 「弦外之音」驗證黑洞「無毛」形象

在宇宙中,能夠吞噬一切光線和物質的黑洞,像一個神秘莫測的影子。百餘年來,它頻頻被人類所「察覺」,卻又總是難以理解。4年前,兩個黑洞合並產生的引力波信號被捕捉到,科學家將引力波轉化成聲波,人類開始「聽」到黑洞。 資料圖 5個月前,全球多地天文學家同步公布首張黑洞真容,人類終於「看」到了黑洞。 近日,人類再次破譯黑洞密碼。科研人員在《物理評論快報》刊文稱他們「聽懂」了一個新生黑洞的「聲音」。並發現通過分析這種「發聲」模式的特徵,可以得到黑洞的質量和自旋。這一結果,與用其他方法分析黑洞合並產生的引力波信號得到的新生黑洞的質量和自旋一致,進而證明了愛因斯坦廣義相對論是正確的,黑洞作為「禿頂巨人」的無毛定理,也被驗證。 「鍾響」中包含黑洞屬性 100多年前,愛因斯坦的廣義相對論曾預言,如果兩個黑洞在宇宙中碰撞,會合並產生一個新的黑洞,其誕生後的「振動」,即引力波,就像被撞擊的鍾一樣,產生反向聲波向外傳播。然而,100多年過去了,新生黑洞及其產生的引力波仍然是個謎團,遲遲未被人類窺探。 2015年9月14日,科學家用美國激光干涉引力波天文台(LIGO)首次探測到,在13億光年外,兩個黑洞相互繞轉、扭曲地融合在一起,輻射出攜帶着黑洞的質量和自旋信息的引力波。這個事件被命名為GW150914。 當科學家們消除探測器噪音並放大引力波信號後,他們觀察到了一個波形,該波形在衰減之前會迅速增強。當他們把這個信號轉換成聲音時,聽到了類似「唧唧」的聲音。 「引力波發出的『唧唧』的聲音是一種形象的比喻,它的波形和聲波很類似。」中科院紫金山天文台宇宙高能粒子加速和輻射研究團組首席科學家劉四明接受科技日報記者采訪時說。 在這次探測中,科學家們確定,引力波是由兩個巨大黑洞的合並觸發的。信號的峰值、「唧唧」聲中最響亮的部分,就是兩個黑洞碰撞、合並成一個新黑洞的時刻。 在隨後的四年間,科學家們經常探測到引力波事件,但卻一直未能從中解碼黑洞的屬性。 劉四明打了個比方,「兩個黑洞合並後生成的新黑洞產生的引力波,就像敲鍾後的尾音,鍾剛剛敲響時的聲音最大,然後逐漸衰減。而尾音的頻率與鍾的大小有關,通過對聲音的分析,就可以反推鍾的質量、材質等。 層層漣漪具有不同震盪頻率 雖然新生黑洞很可能產生了它自己的引力波,但科學家們認為,在兩個黑洞最初碰撞的喧鬧聲中,它的信號「聲音」太微弱,無法解讀。 然而,研究團隊找到了一種新的方法,可以在信號到達峰值後的瞬間提取出黑洞的「聲音」。研究小組通過數據模擬,發現當信號到達峰值後,還存在着一種「弦外之音」——一組響亮而短暫的「聲音」。當他們將這種「弦外之音」納入考量,重新分析信號數據後,發現他們可以成功地分離出來一種新的「聲音」模式,一種新生黑洞發出的「聲音」。 研究人員將這種新技術應用於對GW150914的實際觀測數據,分析表明,信號峰值後的幾毫秒里,至少存在一種頻率更低、衰減更快的「弦外之音」,並確定了兩種不同的「聲音」模式,每一種「音調」和衰減數據都來源於新生黑洞。 通過數值模擬,科學家們計算出了引力波的演化過程,進而確定了黑洞的質量和自旋。科學家們還利用信號峰值之後的「聲音」特徵,確定了新生黑洞的質量和自旋。 「我們檢測到由多個頻率組成的整體引力波信號,這些信號以不同的速率逐漸消失,就像構成聲音的不同音高一樣。」該論文的第一作者、美國麻省理工學院的研究人員伊西表示,「每個頻率或音調都對應於新黑洞的振動頻率。」 黑洞為何會發出不同振動頻率的引力波?南京航空航天大學副教授李晉斌介紹,黑洞合並初期產生的引力波,就像向湖中投出一枚石子,石子的震盪在湖面形成不同的漣漪,不同的漣漪有不同的振動頻率,最初的震盪最劇烈也最快,此時傳遞的能量也最大。 「此前科學家對於黑洞較平靜時的研究較多,對於其合並初期的研究較少,部分原因是以前科學家認為強引力波的振動是來自於很多非線性的模式混合,難以分析、提取,但此次的研究中,『聲音』其實是線性疊加,可以把不同的振動頻率分開研究。」李晉斌說。 「音調」和衰減證明無毛定理 在愛因斯坦看來,一個具有一定質量和自旋的黑洞,只能產生特定的「音調」和衰減。 在此次研究中,科學家們利用廣義相對論方程,計算了衰減的引力波信號和新生黑洞質量和自旋之間的關系。 通過對觀測數據比較,由兩個黑洞合並後形成的新黑洞,重量約為68.5個太陽質量。 這一結果,與利用完整的引力波信號得到的新生黑洞的質量和自旋數據一致,也驗證了黑洞的「無毛」定理。 美國著名物理學家約翰·惠勒曾預言,黑洞只有三種可觀察的特性,即質量、自旋和電荷。形成黑洞的天體,它們的「毛發」,即其他特徵,都應該被黑洞吞噬。 但是,黑洞是否有「毛發」,學者們已經爭論了幾十年。愛因斯坦也提出了一種方法來檢驗這一理論,當兩個黑洞碰撞並形成一個新的黑洞時,產生的引力波在時空中引起漣漪,關於新生黑洞的質量和自旋屬性應該編碼在其引力波的一些「音調」中。 此次發表的論文,支持了黑洞「無毛」定理,並給出了黑洞的「發聲」模式。這些計算結果與之前其他人對黑洞質量和自旋的測量結果相吻合。 「如果科學家的計算結果與測量結果有明顯偏差,就意味着黑洞產生引力波的模式並不僅僅依賴於質量、自旋和電荷,也就證明廣義相對論預言的黑洞『無毛』定理是錯的。但恰恰相反,此次研究證明了利用引力波的特定頻率和衰減率可以測算出黑洞的質量和自旋。」劉四明說。 不過,李晉斌認為,雖然這是第一個直接驗證「無毛」定理的實驗測量,但受制於目前的觀測、分析工具和分析能力,並不意味就此證明了所有黑洞都沒有「毛發」。 劉四明認為,如果存在量子效應,愛因斯坦的理論可能會不夠准確。正如牛頓的引力理論在試圖描述合並黑洞時完全不適用。 但是,隨着LIGO分辨率的提高以及未來更靈敏的儀器上線,研究人員將能夠使用這個方法「聽到」更多其他新生黑洞的「聲音」。 「未來,我們將在地球和太空中擁有更好的探測器,並且不僅可以看到兩個,還可以看到數十種模式,並精確地測量出它們的屬性。」伊西說,「如果這些不是黑洞,如果它們是像蟲洞或玻色子星更奇特的物體,它們可能會以不同的方式響起,我們將有機會『聽到』它們。」 來源:cnBeta
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新生嬰兒沒有眼淚和汗水,原因是汗腺未發育完全

據國外媒體報道,人們一般不會看到新生嬰兒胖乎乎臉頰上掛着淚水,而且嬰兒剛出生時也沒有汗水,這是為什麼呢?嬰兒剛出生就會發生一聲響亮而清晰的啼哭——這是健康和生命活力的標志,在未來幾天或者幾周時間里,嬰兒的父母將很快習慣這種哭聲,如果仔細觀察,你將發現新生嬰兒哭泣時沒有眼淚。 圖片來自於 Pixabay 雖然嬰兒出生時就已形成淚腺,但此時淚腺未完全發育,它們產生的淚液足以覆蓋眼淚並保持濕潤,但不足以形成淚滴,順着胖乎乎的臉頰流下來。 美國加州大學戴維斯分校兒童醫院兒科醫生塞奇說:「眼淚起到保護眼睛的作用,能夠保持眼睛處於濕潤狀態,當我們面對憤怒、快樂的時候,我們會情不自禁地哭,這種暫時的壓力會引發『戰鬥或者逃跑反應』,從而分泌眼淚來保護眼睛,情緒化眼淚將有助於釋放壓力誘導激素,激素可能是在艱難時期積累起來的,這將有助於人們在痛哭之後獲得一種解脫感。」 雖然嬰兒出生時就已形成淚腺,但此時淚腺未完全發育,它們產生的淚液足以覆蓋眼淚並保持濕潤,但不足以形成淚滴,順着胖乎乎的臉頰流下來。蒂姆伯林恩稱,嬰兒出生3-4周之後,其淚腺通常發育成熟,可以形成與強烈情緒有關的淚滴。 通常新生嬰兒眼睛易乾燥,皮膚也是如此,不管天氣有多熱,嬰兒出生後的最初幾個星期幾乎不會出汗,這是因為汗腺還沒有完全發揮功能。 人體有兩種汗腺,分別是外分泌腺和頂泌腺,新生嬰兒誕生時就已形成,即使他們還沒有流汗,頂泌腺通過毛囊分泌汗液,但在青春期發生激素變化之前不會被激活。頂泌腺分泌的汗水最初沒有氣味,但之後會有臭味,這種汗水充滿了水、電解質、類固醇、脂類和蛋白質,細菌可以利用這些物質產生氣味。 胎兒外分泌腺形成於妊娠期第4個月,首先出現在胎兒的手掌和腳底,到妊娠期第5個月,外分泌腺幾乎覆蓋整個身體。 蒂姆伯林恩稱,嬰兒出生之後,最活躍的外分泌腺位於前額,由於新生嬰兒不能完全出汗,他們需要家人的照顧,幫助其降溫,如果父母看到嬰兒身體發熱的跡象,其中包括:出汗、發熱、皮膚發紅、快速呼吸、哭鬧,以及肢體活動減少,此時需要對嬰兒進行降溫處理,脫下一層衣服或者用風扇保持空氣流通。 加州洛斯阿爾托斯市斯坦福兒童健康阿爾托斯兒科研究所兒科醫生凱蒂·埃爾加斯(Katie ElLGass)說:「一旦嬰兒身體汗腺開始分泌汗液,他們的父母就會擔心嬰兒在進食或者睡覺時出汗過多,當餵嬰兒食物時,嬰兒通常與護理者保持較近距離,因此熱量可以傳遞。」 埃爾加斯稱,幸運的是,流汗的嬰兒通常不需要提心,嬰兒出生後會進行代謝疾病和心髒疾病篩查,只要體重不斷增加,嬰兒身體出汗沒有什麼擔心的。 來源:cnBeta
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10種同類相食性生物:雌性交配後就吞食「老公」

9月24日消息,據國外媒體報道,自然界非常神奇,有一些物種性交配方式很奇特,雌性完成交配最後階段會殘忍地吞噬交配對象,雄性會「心甘情願」的被吃掉,因為這樣可以增大基因遺傳率。以下是自然界10種具有同類相食性行為的生物: 1、螳螂 在所有同類相食的物種之中,螳螂可能是最有名的,雌性有時會在交配時吃掉伴侶的頭部或者其他部位,這種情況通常只發生在13-28%的交配過程中,而且是當雌性情緒不好或者飢餓時,事實上,在交配時雌性感到飢餓對於雄性是一件好事,雌螳螂在吃掉配偶後繼續產卵,從而增大雄性基因遺傳到下一代的概率。 2、有角海兔 海兔是海蛞蝓物種之一,它們長着凝膠狀的身體,並從所吃的食物中獲得五顏六色的體色,雖然它們沒有牙齒,卻是兇猛的掠食者,進食時噴射出喙部結構,將獵物整個吞入腹中,在特殊情況下,它們會毫不留情地吞食同類,因為它們是雌雄同體,在交配過程中,雙方通常都會接受精子和使卵子受精,這可能是有角海兔吞食同伴的原因之一。 3、黑寡婦蜘蛛 傳說中黑寡婦蜘蛛的交配最終是雄性吞食雄性而告終,然而,大多數黑寡婦不會在野外環境出現同類相食的性行為,但在圈養環境中卻會觀察到這種現象,美國黑寡婦蜘蛛物種里,只有一種是在交配後表現出同類相食,被稱為「南方黑寡婦」,有時,雌性交配後會將性伴侶趕跑,但絕大多數存活下來會再次進行交配。 4、跳蛛 雄性跳蛛尋找性伴侶時一點也不挑剔,事實上,它們會使用特殊的交配舞蹈引誘任何遇到的雌性,甚至它們是完全不同的物種,科學家認為,這種情況的發生是由於它們無法區分蜘蛛的種類,科學家曾觀察到雌性跳蛛吸引死去的雌蛛,由於雄蛛體型比雌蛛小許多,因此它們很容易在交配的過程中被雌蛛吞噬,雌蛛完成交配之後通常會試着吞食對象,盡管它們並不總是很成功。 5、山艾草蟋蟀 為了避免在交配過程中被雌性完全吞食,雄性山艾草蟋蟀提供了一種禮物,在它們交配的過程中,雌性會吞食雄性後翅,並喝下雄性後翅殘損時滲出的體液,雖然雄性後翅被雌性性掉,但是雄性卻能活下來進行再次交配。此時,已完成交配的雄性對於雌性而言沒有太大吸引力,因為後翅提供了一定程度的飽腹感,這意味着對於雌性山艾草蟋蟀而言,「處男」是尋找性伴侶的第一選擇。 6、水蟒 雌水蟒偶爾會勒死它們的性伴侶,再將它們吞食,雌水蟒的體型很大,相當於雄水蟒的5倍,雄水蟒似乎更喜歡與體型較大的雌水蟒交配,盡管它們的視力不好,科學家認為雄水蟒很難判斷交配對象的體型大小。吸引雄水蟒注意的信息素中包括了雌性外表信息,雌水蟒吞食交配對象有一定的道理,一旦它懷孕了,將不再吃任何食物,因此在懷孕前最後享用一頓大餐,這樣才能度過7個月的孕期。 7、章魚 盡管性同類相食習性在章魚物種中並不像其他物種那樣普遍,但是雄章魚與雄性交配時仍然要冒着巨大的風險,通常情況下,章魚是不合群的生物,它們彼此敵對,但在交配過程中卻表現得非常親密,為了使雌性卵子受精,雄性必須將一隻觸臂插入雌性體內,雌性章魚的謀殺方法很獨特——它們會用觸臂纏繞雄性身體並擠壓,從而勒死性交配對象,之後再將雄性屍體拖回巢穴慢慢吃掉,這種現象通常發生在長觸臂章魚物種,例如:椰子章魚。為了將自己成為晚餐的風險降至最低,許多長觸臂章魚會保持一定距離進行交配,雄性將觸臂從遠處插入雌性身體中,部分雄性甚至會在巢穴外與里面的雌性完成交配,這樣會安全一些,能夠避免被雌性殘忍地吞噬。 8、香蕉蛞蝓 香蕉蛞蝓在交配後會進行一種同類相食的儀式,像許多蛞蝓物種一樣,香蕉蛞蝓也是雌雄同體,雖然它們有能力讓自己受精,但如果發現潛在的交配對象,通常會選擇交配繁殖。香蕉蛞蝓通過向粘液中釋放化學物質來發出交配信號,一旦它們找到交配對象,香蕉蛞蝓就會通過此收對方黏糊糊的分泌物來進入狀態,當它們交換完精子後,就會啃掉自己的陰莖,解除性伴侶的關系。 9、紅背蜘蛛 雄性紅背蜘蛛願意犧牲自己傳遞基因,在交配過程中的每一階段都有很高的死亡幾率,雄性紅背蜘蛛不會織網,而是經常懸掛在雌蛛網的邊緣,向它們進行性暗示,觀察它們是否准備進行交配繁殖,如果雌蛛在該階段還未將雄蛛當成交配獵物吃掉,那和雄蛛會用盡一切方法吸引雌蛛,它會身體倒立朝向雌蛛嘴部,讓雌蛛通過「翻筋鬥」的方式接近它的腹部,這將使雄蛛有時間插入其第一個觸須(生殖結構),而雌蛛正在將消化液注射到雄蛛腹部,消化吞食它的內髒,如果雄蛛還有最後的力氣,也許能勉強插入第二個觸須。人們認為同類相食的現象在紅背蜘蛛體現的最淋漓盡致,而且最為殘忍,雌性紅背蜘蛛並非唯一具有同類相食特徵,每個卵囊中含有大約300多個卵,卵在發展過程中也是同類相食,以至於很少能存活到成年。 10、圓網蛛 雄性圓網蛛在第一次性交配中存活下來的幾率很低,事實上,它們有超過80%的概率會被雌性吃掉,這意味着雄性圓網蛛可能只有一次機會將自己的基因遺傳給下一代,所以它們在擇偶時非常挑剔,相比之下,許多物種在完成交配時雌性擁有較大的選擇權。然而,像大多數其他同類相食動物一樣,在選擇性伴侶時,雄性圓網蛛比雌性更加挑剔,它們更傾向於選擇豐滿的年輕雌性,希望獲得成功,能夠一次性將自己的基因遺傳給下一代。(葉傾城) 來源:cnBeta
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NASA訂購了一批新的獵戶座飛船 將至少投入46億美元

美國宇航局(NASA)已經制定了雄心勃勃的計劃,要在2024年將人類送回月球。但這還不是全部。NASA着眼於使月球成為可持續的居住地。為此,該機構將需要大量航天器。 NASA周一宣布與洛克希德·馬丁公司簽訂新的獵戶座航天器生產合同。 獵戶座生產和運營合同(OPOC)旨在支持多達12項Artemis月球任務。NASA在一份新聞稿中說道,該合同「將專注於可重復使用性並在月球表面建立可持續發展的存在。」 訂購期將持續到2030年末,包括至少六艘「獵戶座」航天器,但最多可能包括12艘。NASA一直在忙於測試獵戶座飛船的安全系統和發動機,該系統旨在將宇航員安全地運送到月球上。但該飛船並不便宜。NASA最初的3艘獵戶座飛船訂單價值27億美元。2022財年第二批三艘獵戶座飛船的總價值為19億美元。該機構希望每艘航天器至少重復使用一次。 NASA首先將27億美元的價格訂購三艘獵戶座飛船,用於Artemis第三至第五次任務。該機構計劃在2022財年為Artemis第六至第八次任務再訂購三艘獵戶座飛船,總價為19億美元。 Orion項目經理Mark Kirasich表示: 「世界上沒有其他航天器能夠媲美獵戶座提供的安全功能、乘員艙、技術創新和可靠性,使生命能在距離地球數十萬英里的地方存活。」 同時,NASA必須應對似乎困擾任何復雜太空任務的延誤,該合同表明該機構對此並不畏懼。 來源:cnBeta
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Roscosmos拒絕向NASA透露在國際空間站上出現神秘小洞的原因

據外媒BGR報道,去年在國際空間站(ISS)上曾發生神秘壓力泄漏事件。最終宇航員發現了一個小洞並在太空中修補了該小洞,這引發了俄羅斯聯邦航天局(Roscosmos)和美國宇航局(NASA)的調查,兩家機構都誓言要弄清這件事的發生方式。 現在,經過幾個月的沉默,Roscosmos局長Dmitry Rogozin表示,他知道這件事發生的原因,但NASA可能永遠找不到。這是一種奇怪的情況,突顯了NASA和Roscosmos之間的奇怪緊張局勢已經持續了一段時間。 最初該壓力泄漏事件被認為是微小的太空岩石或其他碎片高速撞擊國際空間站的結果,但後來宇航局在航天器的側面發現了一個小洞。Roscosmos開始着手調查該小洞是何時出現的,並聲稱這顯然不是在太空中鑽出的,因此弄清誰在地球上鑽出該洞是頭等大事。 俄羅斯的早期報道聲稱已經確定了罪魁禍首,但這些報道並沒有真正成立,Roscosmos也拒絕透露實際情況。Rogozin在接受俄羅斯國家新聞機構RIA Novosti采訪時說: 「發生的事情對我們來說很清楚,但是我們不會對你透露任何事。」 來源:cnBeta
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部分暗物質由原始黑洞構成?科學家稱並不排除這種可能性

包括歐核中心(CERN)科學家在內的一個國際團隊,藉助超級計算機聚焦大爆炸後瞬間誕生的原始黑洞,再現了光子與氫之間的交互。他們分析後發現,宇宙網是一個由氣體和暗物質「絲線」構成的網絡,「觸角」遍及宇宙每一個角落。研究論文刊登在最近的《物理評論快報》上,有望為人們揭示暗物質的本質。 理論認為,大爆炸後不到一秒鍾內,宇宙可能誕生了大量原始黑洞。2016年激光干涉引力波天文台(LIGO)直接觀測到引力波後,歐核中心科學家阿爾維瑟·拉卡內里就表示:「原始黑洞仍是假設中存在的天體。」 但近年,對原始黑洞的研究開始提上日程,因為它被視為解釋暗物質構成的重要候選者,而原始黑洞無論存在或被徹底排除,都將為人類提供有關原始宇宙物理學的重要信息。 此次,來自意大利國際高等研究院(SISSA)、意大利國家核物理研究院(ICTP)和歐核中心的科學家,將目光投向萊曼α森林——宇宙「絲線」中的氫與光子之間的交互。他們藉助「尤利西斯」超級計算機進行模擬,在分析了極端遙遠類星體放射的光線與宇宙網之間的交互後,又將模擬結果與凱克望遠鏡觀測到的交互進行比較。從而鎖定了原始黑洞的部分特徵及影響。 研究主要作者里卡多·穆爾吉亞表示,他們測試了一種假設,即暗物質由在原始宇宙形成的非恆星塌陷黑洞構成。 簡單來說,他們利用電腦模擬了中性氫在亞星系范圍的分布。進一步比照,確定了原始黑洞的質量和豐度極限,進而確定是否正是它們構成了暗物質。 現階段,研究結果並不支持所有暗物質都由一種特定類型的原始黑洞(質量是太陽的50倍)構成,但並沒有完全排除原始黑洞構成少部分暗物質的可能性。 關於暗物質的很多想法,聽起來都古怪而瘋狂。比如霍金就曾提出過,暗物質可能是直徑非常小的原始黑洞。原始黑洞是宇宙早期膨脹的產物,比起恆星塌陷形成的黑洞更加袖珍。這麼多年來,也有不少研究試圖找到原始黑洞和暗物質的聯系,但結論都是否定式的。暗物質,這占宇宙全部物質總質量85%的神秘物質,至今未曾對人類現出真身。人們只知道,它在那。但它是什麼,它如何與其他粒子發生作用,它在標準物理模型中到底扮演什麼角色,全部都是謎。 來源:cnBeta

SpaceX星際飛船原型MK1已經完成翅片和發動機安裝

SpaceX工作人員周末在位於德克薩斯州Boca Chica的測試設施當中持續加班,打造埃隆·馬斯克(Elon Musk)最新星際飛船原型機,希望有一天將其發送到火星。Elon Musk本人和其他人在推特上發布的照片顯示,鰭片已經被安裝在火箭底部。這艘准備進入軌道測試的原型機代號「星艦Mk1」,和第一代代號「 Starhopper」原型機相比,它有重大改進。 「 Starhopper」原型機當時只完成了兩次測試,最高飛行高度僅為490英尺(149米)。Elon Musk計劃在周六進行講演,預計他將在該演講中談到Starship最新設計及其即將執行的任務。在此前演講中,Elon Musk曾表示,他希望利用這種巨型航天器幫助在火星上建造一座城市,將遊客送上月球,甚至進行超快速洲際飛行。 在Elon Musk計劃於周六發表演講之前,SpaceX公司正在加速完成Starship星際飛船組裝工作。周一早上,Elon Musk在得克薩斯州工廠發推文說,代號「星艦Mk1」的原型機已經安裝了三台Raptor發動機,原型機的上半部很可能會在周三進行組裝。 Elon Musk計劃讓「星艦Mk1」在10月13日試飛,首次試飛瞄準12.5英里(20公里)高度,此後會嘗試更高軌道。Elon Musk曾表示他希望在2022年使用Starship登陸火星。 來源:cnBeta
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研究人員反對氫鍵將DNA結合在一起的流行理論

瑞典查爾默斯理工大學科學家們駁斥了一種流行的DNA結合理論。流行的理論認為是氫鍵把DNA結構兩邊結合在一起。查爾默斯研究人員已經駁斥了這一理論,並說水是將DNA結合在一起的關鍵。 研究小組表示,其研究表明,在大部分為水環境中,DNA分子內部具有疏水性。 DNA周圍環境是親水的。但是,DNA分子氮鹼基具有疏水性,會推走周圍的水。當疏水單元暴露於水時,它們會聚在一起以最大程度地減少與水的接觸。研究人員說,之前普遍認為氫鍵對於保持DNA螺旋結構至關重要,現在他們認為氫鍵作用更多是與鹼基對排序有關,讓鹼基對以正確的順序連接。 據說這項發現對於理解DNA與環境關系至關重要。研究小組說,他們相信細胞大多數時候會將DNA保留在水溶液中。研究小組說,當細胞需要讀取,復制或修復DNA時,它將DNA暴露在疏水環境中。研究小組說,細胞利用一種催化蛋白來創造疏水環境,這種蛋白對於所有DNA修復都是至關重要的,並且可能是抵抗疾病的關鍵。一個例子是細菌,它使用一種稱為RecA的蛋白質修復DNA,如果停止該過程,則可以殺死細菌。研究小組認為,這一研究突破可能還會研發出癌症治療新方法。 來源:cnBeta
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科學家觀察到了六個星系突然向類星體噴發的奇景

通常情況下,宇宙中的許多天文事件都是緩慢發生的。比如恆星和星系的演化,可能耗費數千、甚至數十億年的時間。不過近日,有天文學家團隊在一篇新的研究報告中指出,他們竟然在短時間內觀察到了六個星系向類星體噴發的奇景。發生這種情況的星系,起源都是低電離核發射線區域(LINER)星系一類。 左為 LINER 星系,後為類星體噴發(ESA / Hubble,NASA / JPL-Caltech) LINER 星系約占我們附近星系的 1/3,且中心(核區域)較為活躍。特徵看起來比銀河系等要多,但遠少於熾熱的類星體。 現有理論認為,我們可能要等待數千年的時間,才能見到類星體的一次噴發。 但令人沒想到的是,最近天文學家像過節一樣,在「短短 9 個月時間內」,就於茲維基臨時設施(ZTF)觀測到了六次。 研究一作 Sara Frederick 稱:「我們首先觀察到了潮汐破壞事件,這是恆星在太靠近超大質量黑洞、並被其撕碎時發生的」。 但是後來,他們發現這是一個先前處於休眠狀態的黑洞,而它正在經歷某種過渡,天文學家稱之為『外觀改變』,從而產生了明亮的類星體。 這段時間觀察到的 6 次類星體噴發,全都發生在相對安靜的 LINER 星系中,這表明他們已經鑒定出了一類全新的活動星系核。 為了更好地了解正在發生的事情,研究團隊借用了探索頻道望遠鏡(DCT),以觀察類星體的新亮點,尤其是它們的原子核是如何照亮周圍的塵埃和氣體的。 或許不足為奇的是,新類星體中只照亮了距中心最近的材料,而較舊的類星體照亮了更大的區域,這種情況可能會適時發生。 此外研究團隊還發現,LINER 星系可容納較以往所想的更大的黑洞,而當前理論無法解釋這種過渡為何如此迅速地發生。 為此,科學家們需要對舊理論展開全面的修訂,以進一步研究揭示有關類星體和整個星系生命周期的更多細節。 有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《天體物理學》(The Astrophysical Journal)期刊上。 原標題為:《A New Class of...
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新氣候報告告訴我們離實現《巴黎協定》目標還有多遠

據外媒報道,聯合國氣候行動峰會即將於當地時間周一在紐約召開,在此之前,世界氣象組織(WMO)發布了一份名為《科學中的聯合(United in Science)》的新氣候報告,該報告詳細介紹了當前的氣候狀況。 報告以過去五年為重點,其指出這是有記錄以來最熱的五年並還強調人們距離達成《巴黎協定》的目標還有多遠。 據了解,這份新報告將為即將參加聯合國氣候行動峰會的各國領導人提供信息。報告特別關注的氣候介於2015年至2019年7月之間,其特別指出了破紀錄的高溫天氣、溫室氣體排放以及有所增加的氣候變化跡象。總體來說,過去5年是自1880年有記錄以來最熱的5年。雖然2019年可能還沒有結束,但今年的7月已經被認為是有史以來最熱的一個月。 2015年至2019年全球平均氣溫比工業化前時期高出1.1℃,即使是跟2011年至2015年的前五年相比也上升了0.2°C。 這些破紀錄的氣溫可能是另一個破紀錄的結果:大氣中的溫室氣體。在這五年間,大氣中的二氧化碳含量超過了400ppm,這是300多萬年來地球上從未出現過的水平。初步報告顯示,這一數值有望在今年年底達到甚至超過410ppm。跟此前的5年相比,二氧化碳的增長率上升了20%。 而這些碳和熱量正在對氣候和環境產生了切實的影響:極端天氣事件開始變得越來越普遍、熱浪影響到了每一個大陸、許多地方還出現了新的氣溫記錄、森林大火、颶風和旋風的強度不斷增加由此造成的破壞和經濟損失也屢創新高。 創紀錄的高溫導致了極地海冰數量創下歷史新低。在2015年到2018年的四年里,北極每年冬季都出現了海冰的最低記錄。南極的情況也好不到哪里去,2017年和2018年是該地夏季海冰記錄最低的兩個年份。 另外,南極冰蓋融化的速度增加了6倍,從1979年至1990年的每年400億噸增加到了2009年至2017年的2520億噸。 而所有這些融化的冰則在加速海平面的上升。2014年5月至2019年5月,全球平均海平面每年上升5毫米,遠高於1993年以來的平均值--3.2毫米/年。海洋溫度則變得越來越高、酸性變得越來越強:在這五年時間里里,海洋溫度達到了工業革命以來前三、酸度增加了26%。 很顯然,這份新報告令人擔憂,但它應該有助於在聯合國氣候行動峰會上的國際努力。再加上上周五在席捲全球的氣候變化罷工運動,這將進一步激勵世界領導人採取行動。 CSIRO首席研究阿科學家、該報告的特約作者Pep CanaDELL表示:「這一新的評估再次令人清醒地認識到氣候危機的危急狀態,同時它將呼籲各國政府、企業和公民社會在減少溫室氣體排放方面採取更堅定、更積極的行動。」 來源:cnBeta
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袁隆平正研究第四代雜交水稻 產量可達每畝1500公斤

袁隆平正研究第四代雜交水稻,產量可達每畝1500公斤。剛過完生日的「90後」袁隆平,一生致力於雜交水稻技術的研究、應用與推廣。如今,袁老幾乎每天還要去試驗田「打卡」,觀察雜交水稻長勢。 目前,他正在研究第四代雜交水稻,把光合效率提高30%,產量可達每畝1500公斤。他說,最大的願望是把飯碗牢牢掌握在中國人自己手上。 來源:cnBeta
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科學家首次重建丹尼索瓦人容貌

以色列和西班牙科學家在新一期美國《細胞》雜誌上報告說,他們根據丹尼索瓦人的表觀遺傳信息重建了這種早期智人的容貌,這是對丹尼索瓦人骨骼解剖學特徵的首次復原。 資料圖 丹尼索瓦人是一支神秘的早期智人,因發現於西伯利亞的丹尼索瓦洞而得名,生活在距今約20多萬年至5萬年前,被認為是同時期廣泛分布於歐洲的尼安德特人的近親。丹尼索瓦人的化石極為罕見,因此科學家對這種古人類的樣貌所知甚少。 最新研究顯示,丹尼索瓦人擁有56處不同於現代人和尼安德特人的解剖學特徵,其中34處位於顱骨。整體來看,丹尼索瓦人可能具有與尼安德特人相似的骨骼特徵,如長臉和寬闊的骨盆等,但丹尼索瓦人的顱骨比尼安德特人和現代人更寬,牙弓也更長。 研究人員從丹尼索瓦人化石中提取了古DNA(脫氧核糖核酸)信息,將丹尼索瓦人DNA甲基化數據與尼安德特人和現代人的DNA甲基化數據進行比對得出上述結論。 DNA甲基化是DNA化學修飾的一種形式,能夠在不改變DNA序列的前提下改變遺傳表現。根據已知的人類DNA甲基化的不同所帶來影響,研究人員進一步判斷,丹尼索瓦人基因組中不同的DNA甲基化區域在骨骼解剖學上可能體現為哪些特徵。 為了驗證這種方法,研究人員還對已知樣貌的尼安德特人和黑猩猩的骨骼形態進行了重建,結果顯示准確率達85%,表明這種技術可用於重建滅絕物種的解剖學特徵。 論文通訊作者、以色列希伯來大學研究人員利蘭·卡梅爾介紹說,當他們的論文還在接受審議時,另一個國際團隊在英國《自然》雜誌上描述了在中國甘肅省一處洞穴內發現的丹尼索瓦人下頜骨化石的特徵,與他們的預測十分吻合。 卡梅爾表示,研究丹尼索瓦人的解剖學特徵將提供有關人類適應性、發育、基因與環境互動以及疾病機理等相關信息。 來源:cnBeta

“人骨湖”成因有新解 縈繞喜馬拉雅山脈謎團仍未散去

因為美國科學家近日發表的一項研究成果,來自喜馬拉雅山脈「人骨湖」的傳說走進公眾視野。通過對這些留在海拔5000多米的骸骨進行DNA分析,科學家發現,樣本代表了3種不同的遺傳學類群,分別具有南亞人、地中海人和東亞人等不同血統。這就駁斥了過去的猜想——所有這些骸骨都是因為某一次的災難性事件而產生的。 散布在喜馬拉雅山脈盧普康湖岸邊的大量人骨 作為世界最高山,喜馬拉雅山脈一直承載着人類對自然的崇拜、敬畏和好奇,例如電影《2012》就把逃離末日的起點設定於此。隨着科學研究的不斷深入,那些有關喜馬拉雅山脈的謎團正一點一點被揭開…… 基因分析給出「人骨湖」成因? 「人骨湖」本名叫「盧普康」,位於喜馬拉雅山脈西南側,因二戰期間被發現時的恐怖畫面而更名:成百上千根人類大腿骨、肋條、手指節飄盪在湖水中,還有許多碎骨躺在湖畔的石灘上。這一發現旋即吸引了全世界的目光,幾十年來,眾多歷史學家、科學家和考古學家紛紛試圖解答這幾百人是什麼身份?為什麼會集中死在這? 這次,美國哈佛醫學院戴維·雷奇、尼什·萊及其同事,對38具骸骨做了DNA分析和放射碳測年。測年結果顯示,這些骸骨來自公元800年—1800年,男女比例基本對半分,其中14名個體可追溯至公元1800年左右。時間相隔約1000年,說明這些骸骨是因多次事件而堆積在此,並不是在同一時間內集體死亡的。這就推翻了之前戰爭說和瘟疫說。 DNA鑒定結果顯示,其中的23名個體具有南亞人血統,可追溯至公元800年左右,且有證據表明這些人不是一次性到此的;另有14名個體具有東地中海人血統,1名個體具有東亞人血統,他們都可以追溯至公元1800年左右。年代不同、名族成分多樣,看起來比較符合商貿地區或跨國商路的特徵,會不會是古代商人?但以「人骨湖」所處的惡劣的地理環境,並不存在什麼商貿價值,山高路險苦寒地,也不在絲綢之路上。這樣一來,商人說也站不住腳。 目前比較靠譜的是宗教說。「人骨湖」不遠處就是全印度第二高峰楠達德維峰,著名的岡仁波齊就在楠達德維再往北一點。楠達德維也是當地宗教文化中的「聖山」,「人骨湖」正好地處朝拜「聖山」的路線上。很有可能,那些信徒在朝拜過程中不幸遇難,最終匯集到了地勢低窪地帶的湖區。研究團隊認為,宗教說至少可以解釋部分屍體的來源,但有待更多證據來證明。 另外,分析人骨中的穩定同位素顯示,他們生前極少吃海產品,這不符合常理。說明這些有地中海血統的人並不是來自地中海,只是帶有地中海地區的基因,即祖先來自地中海。 「地下空間」蘊藏汪洋大海? 話說1995年,一支來自加拿大、愛爾蘭、法國、中國等國研究人員組成的國際科學小組,在喜馬拉雅山地區布置了4條超寬頻帶大地電磁深探測剖面,對青藏高原的地殼結構進行了研究。他們的結論是,在青藏高原阿尼瑪卿山下,存在一個巨大的地下空間,其面積可達10—15萬平方公里。 4條剖面沿東西方向分布在雅魯藏布江,代表了青藏高原南部由西向東的整個態勢:最西的一條電阻率高,導電性差;東面的三條電阻率低,導電性好。西向東綿延1000多公里,越往東測得的電阻率越低。結果顯示,青藏高原100公里深度范圍內岩石圈的縱向電導高達0.3—2萬西門子,是典型穩定大陸地殼的10—100倍。這意味着該區域地下有一種高導電性的物質,而且越往東規模越大。 通常固體岩石的導電性差。高導體物質一般為金屬、石墨、水等。研究人員一開始認為是因為地下金屬成分增多了。但地下很難具有如此大范圍、大厚度的金屬礦藏和石墨層,從地震波速度和密度探測結果中沒有看到相應的異常結構。此外,地下有一些溶解了很多鹽分的類似水的液態物質,以及高溫造成的熔融物質,也可能造成岩石的高導異常。 聯繫到青藏高原隆升機制多種不同的假說,研究人員大膽推測,印度板塊插入歐亞板塊的時候,並非俯沖於青藏地殼底部或上地幔軟流層內,而是插入到了青藏下地殼中。就像撐起的帳篷,俯沖地殼之下的剛性地幔很可能與俯沖地殼發生折離,構成了廣闊的地下空間。在深層的地殼下,水(含鹽流體)一般以形態特殊的水分子存在於岩層中,這一地下空間內可能存在沿青藏高原東側地殼弧形構造分布的地下海洋,因而表現出高導電性。 但在中國地震局地殼應力研究所研究員陳小斌看來,100公里深度范圍內電導為0.3—2萬西門子屬於低阻高導異常,但遠未達到類似於地下湖或者地下海洋這樣整體性的液態存在;在中國華北地區也能找到類似的測量結果。「100公里2萬西門子,就是在某些地方地層存在異常高的導電層,但仍在固體(部分熔融)這個范疇內。」陳小斌說,用地震波橫波速度比電導率參數更容易識別固態或液態。如果地下完全是液體,那麼這個區域地震波橫波就不會存在,但青藏高原整個岩石圈內都可以觀測到地震波橫波速度,所以青藏高原深部高導異常區的主體是固態,其中可能存在部分熔融。「所謂地下海洋應該是不存在的,那最多是一種夸張的修辭說法,用以說明青藏高原的岩石圈內可能蘊藏着大量的水。」 不過,「地下空間」說還是滿足了一票人的好奇心,以此引申出「地下王國」說,甚至還與西方傳說中的「世界軸心」聯系起來。 荒蕪山地獨得地外文明垂青? 神秘的喜馬拉雅山脈,不僅容易讓人聯想到古老傳說,還一直吸引着人們的「科幻」目光。比如,印度媒體不止一次報道過有關「外星人」的蛛絲馬跡。 這些來自星星的「發現」主要集中在靠近印度北部喜馬拉雅山的拉達克地區,當然,也有過發光的不明身份物體驚現班公錯上空。 為什麼總是在印度北部喜馬拉雅山的拉達克地區發現「天外飛仙」呢?在地理上,印度北部是印度構造板塊和歐亞構造板塊匯聚的奇怪區域:一塊板直接插入另一塊板下方,使得地殼的深度幾乎是地球上其他區域厚度的兩倍。拉達克是世界上最崎嶇、最荒蕪的山地之一,海拔在3000米到7000米之間,大部分是人煙稀少的高地。或許這種宛若洪荒世界的地貌特徵獨得地外文明垂青,又可能這樣不適宜人類居住的環境特別符合人們對外星朋友的想象吧。 關於「世界軸心」的傳說 20世紀30年代,篤信雅利安人是亞特蘭蒂斯後裔的希特勒,先後派出兩批隊伍翻越喜馬拉雅山來到西藏,尋找所謂亞特蘭蒂斯神族後裔和世界能源的核心——「世界軸心」。希特勒堅信其存在於一個傳說中的西藏洞穴——沙姆巴拉洞穴。 相傳亞特蘭蒂斯是公元前16000年遙遠大西洲的一片美麗巨大島嶼。生活在這里的亞特蘭蒂斯人智慧非凡,文明高度發達。他們的生活已高度自動化,其能源來自安置在首都波塞迪亞中心的六面體柱型磁歐石。他們還創造出磁場驅動的載人飛行器。 之後亞特蘭蒂斯人開始沉迷奢靡腐敗,野心膨脹,四處侵略,觸怒了宙斯神。於是,宙斯降下災難,將整個亞特蘭蒂斯沉入大海。亞特蘭蒂斯從此消失於世,只有少數亞特蘭蒂斯神族在浩劫到來時乘坐他們的飛行器,逃到了遙遠東方的青藏高原。這些倖存者傳承了亞特蘭蒂斯文明,甚至能夠控制時間的流逝與倒轉。 來源:cnBeta
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不能養牛養羊 未來移民火星可能得吃蟲子

靠什麼才能在火星上養活100萬人?據美國太空網近日報道,一項新研究給出了答案:實驗室培育的肉類、管道培育的農作物和蟋蟀農場。該研究稱,火星定居點需要5種主要消耗性資源,包括能源、水、氧氣、建築材料和食物。前4種資源在火星上可能非常豐富,例如太陽能,再加上核裂變反應堆,可以幫未來的「火星人」提供能源; 火星上的冰和水合礦物是水的來源;二氧化碳可以轉化為氧氣;最後,火星土壤可以很容易製成建築材料磚。 但研究人員表示,火星上沒有天然食物,也沒有簡單的方法用其上的任何原料來製造食物。研究報告撰寫人、中佛羅里達大學的行星科學家基思·坎農說:「食物可能是最難在火星上製造的東西,如果你想要自給自足,就不能全部依靠『進口』。」 研究人員指出,飼養農場動物以提供奶製品和肉類,短期內無法在火星上現實,因為將它們運送到太空會面臨諸多挑戰。而且,大多數人並不想完全吃素。因此,他們建議建立昆蟲養殖場並在實驗室培育肉類。 他們解釋說,昆蟲非常適合「火星人」,因為單位體積的昆蟲就可以提供大量卡路里,蟋蟀是最有希望成為食用昆蟲的例子之一。 而對於那些不喜歡昆蟲的人來說,「細胞農業」——即利用實驗室培養的細胞製作的食物或許可以成為他們的「盤中餐」。從藻類到肉類和魚類,再到無牛牛奶和無雞雞蛋,一切皆有可能實現。他們補充說,投資者投入大量資金完善這種技術,已經在兩年內將一個人造肉漢堡的成本從32.5萬美元降至11美元。 研究人員強調,為了養活「火星人」,未來的研究應該把重點放在提高農作物產量、找出最有效和美味的昆蟲品種、提高人造肉的口感和質地、改善農作物使用的LED照明效率之上。 來源:cnBeta

「塑料時代」:人造材料已對地球沉積層造成嚴重污染

一項研究發現,塑料正在污染全世界的岩石,還將影響我們這一代留給後人的化石記錄。科學家對美國西海岸自1834年來累積的沉積層展開了研究。結果發現,微塑料顆粒已經進入了聖巴巴拉海盆,很可能是通過廢水流入海洋的。不僅如此,進幾十年來的污染程度還呈上升態勢。在二戰之後,隨着塑料製造業的蓬勃發展,塑料污染水平每隔15年便會翻番。 科學家對美國西海岸自1834年來累積的沉積層展開了研究,結果發現了塑料污染的跡象。 在科學家採集的36厘米長的岩層樣本中,微塑料主要來自製作衣物所用的合成纖維,以及用於包裹食品或物品的塑料薄膜。 這項研究開展於2010年。當年對應的沉積物顯示,每4×4英寸(約合10×10厘米)的海床上,就有近40個塑料顆粒。 在科學家採集的36厘米長的岩層樣本中,微塑料主要來自製作衣物所用的合成纖維,以及用於包裹食品或物品的塑料薄膜。 這項研究開展於2010年。而當年對應的沉積物顯示,每4×4英寸(約合10×10厘米)的海床上,就有近40個塑料顆粒。因此專家指出,我們當前所屬的地質時代或許會被定義為「塑料時代」。科學家指出,這些塑料污染物不僅會對海底生物造成威脅,還會影響化石記錄。我們都知道石器時代、青銅時代和鐵器時代,那我們目前所屬的時代會不會被後人稱作塑料時代呢?現代人如果因為塑料而「聞名後世」,想想真的挺嚇人的。 環境保護專家們最近指出,每人每年可通過飲食攝入約7.3萬塑料微粒,比通過呼吸受污染空氣吸入的還要多(後者約為每年7萬個)。也就是說,我們每天食用的東西中都含有多達200個微塑料顆粒,它們在不經意間進入我們的口腔和腸道中,再通過糞便排出體外。此外,每人每年通過貝類、自來水和鹽攝入的微塑料顆粒分別約為11000、5800、以及1000個。 來源:cnBeta
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宇航員正在利用奇怪的小型科學機器進行呼吸測試

據外媒BGR報道,在長期處於太空中的低重力環境後,國際空間站的宇航員可能需要花點時間才能習慣地球的環境,因此他們會竭盡所能為重返地球做准備。從太空返回的宇航員可能會遇到各種各樣的健康問題,這些問題需要一些時間才能恢復。 現在,歐洲航天局的研究人員正在利用國際空間站上宇航員的數據來了解更多有關太空旅行如何影響人體的一項非常基本功能的信息:呼吸。 在不久的將來,人類將冒險重返月球,甚至可能找到通往火星的路。發生這種情況時,科學家們希望確保人體的基本功能不會引起問題,尤其是在長期任務中。為此,國際空間站上的實驗要求宇航員利用一台小型機器進行呼吸測試,該機器可測量其呼吸中一氧化氮的飽和度,從而揭示出肺部炎症。 在月球和火星的任務中,肺部問題可能會備受關注,如果太空旅行者的肺部發炎,那麼低壓環境會使情況變得更糟。國際空間站上的宇航員在氣閘室中進行了呼吸測試,以模擬未來旅行者在月球和火星上可能需要應對的氣壓變化情況,這些讀數正在幫助科學家更好地了解如何防止將來可能危及生命的情況。 來源:cnBeta