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國際學術期刊 PeerJ 7日在線發表了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所徐光輝研究團隊在貴州盤州發現的一種2.44億年前大型肉食性基幹新鰭魚類，命名為盤州暴魚。其引人矚目的駝背體型，在疣齒魚科中尚屬首次發現。 盤州暴魚正型標本 盤州暴魚體長26厘米，代表了疣齒魚科最古老的化石新證據，也是暴魚屬在貴州的首次發現。盤州暴魚的發現和研究，揭示了過去不為人知的疣齒魚科生態適應多樣性，更新了人們對三疊紀海洋生態系統復蘇的認識。 「基幹新鰭魚類在三疊紀具有較高的生物多樣性，是研究二疊紀末生物大絕滅之後海洋生態系統的重要化石證據。」徐光輝研究員介紹，疣齒魚科魚類是三疊紀體型最大的一類肉食性基幹新鰭魚類，體長可達65厘米，在食物網中占據較高的位置。過去，疣齒魚科魚類主要發現於歐洲中、晚三疊世海洋環境，以疣齒魚屬為代表。近年來，疣齒魚屬的近親，即暴魚屬，在中國西南地區的發現揭開了疣齒魚科魚類生態多樣性的神秘面紗。 盤州暴魚與雲南暴魚頭骨比較圖 研究發現，盤州暴魚進化出與之前發現的雲南暴魚及其他所有疣齒魚科魚類不同的生態適應，展現出更為「粗獷凌厲」的一面：具有粗大肥胖甚至有些駝背的身軀，滿頭密布較為粗大的瘤點，上、下頜口緣分別有五顆向前伸的大齙牙，口內還有碩大的研磨齒，令獵物不寒而慄。 盤州暴魚復原圖 從功能形態上分析，盤州暴魚比其他疣齒魚科魚類的游泳速度都要略慢，但其游泳平衡性能更好，有利於在海底岩礁等復雜的環境下運動和捕食。在食性方面，盤州暴魚更傾向於捕食底棲、游泳速度較慢、帶硬殼的腹足類和雙殼類等獵物，而不是追逐捕食游泳速度較快的魚類和頭足類等。盤州暴魚的發現進一步驗證了一個成熟而復雜的生態系統在中三疊世早期的華南海已經建立起來。 徐光輝介紹說，通過分支系統學研究表明，駝背體型在三疊紀新鰭魚類中平行演化了四次，除了盤州暴魚外，分別獨立出現於波爾茲魚目、偽比肯魚科和拱魚科魚類。 （本文圖片均由徐光輝研究員提供） 來源：cnBeta

去年，一組科學家團隊成功地從堅硬的花粉顆粒中創造出生態友好的軟凝膠顆粒，現在，他們利用這些顆粒創造出了海綿，可以吸收溢油，一旦用完就可以進行生物降解。由新加坡南洋理工大學和韓國成均館大學科學家組成的一個團隊開發的凝膠製造過程被描述為類似於肥皂的生產。 科學家們從向日葵的花粉粒開始，這些花粉粒上已經覆蓋了一種天然存在的粘性油基水泥。將花粉粒在鹼性條件下培養三天，就可以去除這種粘合劑，留下其凝膠狀的內部物質。 然後將該凝膠冷凍乾燥，形成三維海綿狀材料，隨後將其加熱至200 oC (392 oF)以使其穩定。最後，該材料被塗上一層硬脂酸，這是一種在植物和動物脂肪中發現的脂肪酸。 由此產生的海綿每塊直徑為5厘米，盡管它們可以做得更大，以用於商業應用。它們非常多孔，但硬脂酸的加入也使它們具有疏水性。因此，如果把它們放在油污染的水中，它們只吸收油--它們不會被水浸透。 在涉及各種類型的油類和溶劑的實驗室測試中，研究人員發現海綿的吸收能力與市面上的聚丙烯吸收劑相似。不過，與那些以石油為基礎的產品不同的是，花粉海綿是由可再生材料製成的，一旦被丟棄就會生物降解--此外，每塊海綿在需要更換之前，至少可以擰乾重復使用10次。 「通過對花粉的材料特性進行微調，我們的團隊成功開發出了一種海綿，可以選擇性地針對污染水源中的油污進行吸收。」首席科學家、新加坡南洋理工大學的Cho Nam-Jun教授說。"使用一種在自然界中豐富的材料，也使得這種海綿價格低廉，可生物降解，而且生態友好。" 最近發表在《先進功能材料》雜誌上的一篇論文對這項研究進行了描述。 來源：cnBeta

據外媒報道，地球上的雨我們已經非常熟悉，它的大小和形狀相對來說是可以預測的，雖然我們注意到世界上一些地方出現了更多極端天氣和降水減少，但降雨本身變化不大。事實證明，在其他行星上也可能是這樣的。一項新研究表明，雖然在其他星球上、降水的組成可能也會有很大的不同，但這些雨滴對人類旅行者來說可能非常熟悉。 最新發表在《Journal of Geophysical Research: Planets》上的研究表明，控制雨滴在地球上形成和下落的物理原理可能在其他行星上也行得通--即使「雨」的構成非常不同。研究人員在模擬雨滴從木星和土星等行星大氣層中下落的過程中發現行星的類型對下雨並不那麼重要。據悉，木星和土星跟地球等岩石行星有着很大的不同。 研究人員通過不同類型的大氣模擬了降水，結果發現決定地球上雨滴大小的因素似乎普遍正確。當水滴太小時，它們在到達表面前就蒸發了，但當它們太大時，它們會在撞擊前就分裂成更小的水滴。不管當時的大氣類型或雨本身的構成是什麼，中間地帶則是絕大多數雨滴在落下一段相當長的距離後落下的地方。 有些星球的降雨量比地球略大，如土衛六。據悉，土衛六上的雨滴是由甲烷而非液態水構成，其被認為約是地球上雨滴的兩倍，但對於一個迥然不同的行星來說，這仍是很小的變化。這聽起來非常瘋狂但卻很有道理。物理學可不關心你在哪個星球上，它會以同樣的方式支配一切。 而更令人興奮的是，如果詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發射升空的話，那麼科學家將可能很快就會能通過望遠鏡技術來對其他世界的降雨量做出更准確的估計。 來源：cnBeta

據外媒報道，令人期待已久的美國能源部費米國家加速器實驗室的μ介子g-2實驗的第一個結果顯示，被稱為μ介子的基本粒子的行為方式是科學家們最好的理論--粒子物理學標準模型--所不能預測的。這一具有里程碑意義的結果，以前所未有的精度做出，證實了幾十年來一直困擾研究人員的差異。強有力的證據表明，μ介子偏離了標準模型的計算，可能暗示着令人興奮的新物理學。μ介子作為進入亞原子世界的窗口，可能與尚未發現的粒子或力量相互作用。 「今天是非同尋常的一天，不僅是我們，而且是整個國際物理學界期待已久的一天，」μ介子g-2實驗的聯合發言人、意大利國家核物理研究所的物理學家Graziano Venanzoni說。「大量的功勞要歸功於我們的年輕研究人員，他們憑借自己的天賦、想法和熱情，讓我們取得了這一不可思議的成果。」 一個μ介子的質量大約是電子的200倍。當宇宙射線擊中地球大氣層時，μ介子就會自然產生，費米實驗室的粒子加速器可以大量產生μ介子。和電子一樣，μ介子的作用就像它們有一個微小的內部磁鐵。在強磁場中，μ介子的磁體方向會預處理或搖擺，就像旋轉的頂部或陀螺儀的軸線一樣。內部磁體的強度決定了μ介子在外部磁場中的預處理速度，用一個數字來描述，物理學家稱之為g因子。這個數字可以用超高精度計算出來。 當μ介子在μ介子g-2磁體中循環時，它們也會與彈入和彈出的亞原子粒子的量子泡沫相互作用。與這些短命粒子的相互作用會影響g因子的值，導致μ介子的前行速度非常輕微地加快或減慢。標準模型極其精確地預測了這種所謂的異常磁矩。但如果量子泡沫中含有標準模型沒有考慮到的額外力量或粒子，那就會進一步調整μ介子的g因子。 「我們測量的這個量反映了μ介子與宇宙中其他一切事物的相互作用。但是，當理論家們使用標準模型中所有已知的力和粒子計算相同的量時，我們得到的答案並不一樣。」肯塔基大學的物理學家、μ介子g-2實驗的模擬經理Renee Fatemi說。「這是一個強有力的證據，表明μ介子對一些不在我們最佳理論中的東西很敏感。」 美國能源部布魯克海文國家實驗室的前身實驗於2001年結束，它提供了μ介子的行為與標準模型不一致的提示。費米實驗室的μ介子g-2實驗的新測量結果與布魯克海文國家實驗室發現的數值非常一致，並以迄今為止最精確的測量結果與理論相左。 μ介子的公認理論值為： g-因子：2.00233183620(86) 異常磁矩：0.00116591810(43) 周三μ介子g-2實驗合作公布的新的世界平均實驗結果是： g-因子： 2.00233184122(82) 異常磁矩：0.00116592061(41) 費米實驗室和布魯克海文國家實驗室的綜合結果顯示，與理論的差異顯著性為4.2sigma，離科學家們宣稱發現所需的5sigma（或標準差）還差一點，但仍是新物理學的有力證據。結果是統計波動的幾率約為4萬分之一。 費米實驗室的實驗重復使用了布魯克海文實驗中的主要部件，一個50英尺直徑的超導磁存儲環。2013年，它通過陸路和海路從長島運輸3200英里到芝加哥郊區，科學家們可以利用費米實驗室的粒子加速器，產生美國最強烈的μ介子束。在接下來的四年里，研究人員組裝了實驗；調整和校準了一個令人難以置信的均勻磁場；開發了新的技術、儀器和模擬；並徹底測試了整個系統。 μ介子g-2實驗將一束μ介子送入存儲環，在那里它們以接近光速的速度循環數千次。環內的探測器讓科學家們能夠確定μ介子的預處理速度。 在2018年運行的第一年，費米實驗室實驗收集的數據比之前所有μ介子g因子實驗的總和還要多。通過來自7個國家35個機構的200多名科學家的合作，μ介子g-2實驗目前已經完成了對首次運行的80多億個μ介子的運動分析。 費米實驗室科學家克里斯-波利說："在布魯克海文實驗結束20年後，終於要解決這個謎團了，真是太令人欣慰了。"他是本次實驗的聯合發言人，也是布魯克海文實驗室的首席研究生。 實驗的第二次和第三次運行的數據分析正在進行，第四次運行正在進行，第五次運行也在計劃之中。結合這五次運行的結果，科學家們將對μ介子的晃動進行更精確的測量，更確定地揭示量子泡沫中是否隱藏着新的物理學。 "到目前為止，我們分析的數據還不到實驗最終收集到的數據的6%。雖然這些最初的結果告訴我們，與標準模型存在着有趣的差異，但在接下來的幾年里，我們將學到更多的東西。"波利說。 「鎖定μ介子的微妙行為是一項了不起的成就，它將在未來幾年內指導尋找超越標準模型的物理學，」 Fermilab研究副主任Joe Lykken說。「對於粒子物理學研究來說，這是一個激動人心的時刻，而費米實驗室正處於最前沿。」 來源：cnBeta

據外媒報道，縫合線用於縫合傷口並加速自然癒合過程，但它們也會讓情況變得復雜，因為它們的硬纖維會對軟組織造成損傷。為了解決這個問題，來自蒙特利爾的研究人員受人類肌腱的啟發，發明了一種創新的堅韌凝膠套接(TGS)縫合線。 這種縫合線包含了一種光滑而堅韌的凝膠包層，其模仿了軟結締組織的結構。在測試TGS縫合線時，研究人員發現幾乎無摩擦的凝膠表面減輕了傳統縫合線通常會造成的損傷。 傳統的縫合線已經存在了幾個世紀，用於將傷口縫合在一起並直到癒合過程完成。但它們遠非組織修復的理想材料。粗糙的纖維會切割並損傷本已脆弱的組織、導致不適和術後並發症。 來自麥吉爾大學和INRS Énergie Matériaux Télécommunications研究中心的研究人員表示，部分問題在於我們的軟組織和摩擦接觸組織的堅硬縫合線之間的不匹配。 受跟腱啟發 為了解決這個問題，該團隊開發了一種模仿肌腱力學的新技術。「我們的設計靈感來自於人體的腱鞘，由於其雙網絡結構，腱鞘既堅韌又堅固。它能將膠原纖維結合在一起，而它的彈性蛋白網絡又能使膠原纖維增強，」這項研究的論文首席作者Zhenwei Ma說道。 腱內鞘不僅能形成一個光滑的表面以減少跟周圍關節組織的摩擦，而且它還能提供必要的材料來修復肌腱損傷的組織。研究人員指出，以同樣的方式，TGS縫合線也可以根據病人的需要進行設計從而提供個性化治療。 個性化治療傷口 「這項技術為先進的傷口管理提供了一個通用的工具。我們相信它可以用來輸送藥物、預防感染乃至用近紅外成像來監測傷口......局部監測傷口並調整治療策略以更好地癒合的能力是一個令人興奮的探索方向，」Ma的指導老師、麥吉爾大學助理教授Jianyu Li說道。另外，他還是加拿大生物材料和肌肉骨骼健康研究主席。 來源：cnBeta

據外媒CNET報道，根據美國宇航局（NASA）周二的一份聲明，其「毅力號」火星車提供了來自紅色星球的第一份天氣報告。「毅力號」配備了火星環境動態分析儀（MEDA）系統，該系統收集了空氣和地面溫度、相對濕度、輻射、壓力以及風速和風向的數據。 2月19日，在探測器登陸火星後不久，MEDA就獲得了第一個讀數。第一份天氣報告顯示，當時地表溫度約為零下4華氏度（零下20攝氏度）。在接下來的30分鍾里，溫度下降到零下14華氏度（零下25.6攝氏度）。 該系統自第一次天氣報告以來一直在收集數據，並記錄到最低溫度為零下117.4華氏度（零下83攝氏度），風速高達22英里/小時（10米/秒）。 隨着實驗性的「機智號」直升機臨近首次試飛，天氣將顯得尤為重要。旋翼飛行器必須在寒冷的火星夜晚保持自身溫暖，而一旦升空，風也是一個潛在的危險。 「在接下來的一年里，MEDA將提供關於溫度周期、熱通量、塵埃周期以及塵埃顆粒如何與光相互作用，最終影響溫度和天氣的寶貴信息，」NASA說。這些數據將幫助科學家規劃未來機器和人類的任務。 來源：cnBeta

4月8日消息，馬里亞納海溝是地球上極為壯觀的地質特徵，與之相比，珠穆朗瑪峰都顯得平平無奇。然而，與珠穆朗瑪峰不同的是，馬里亞納海溝幾乎是看不見的，它是地殼上一道巨大的水下裂縫，長度是美國科羅拉多大峽谷的5倍多，深度更是令人難以置信。事實上，馬里亞納海溝是地球海洋的最深處，對其深度有多種估計。這條海溝的最深處被稱為「挑戰者深淵」，深度接近10984米。如果把珠穆朗瑪峰放進馬里亞納海溝，其最高點距離海面還差2134米。 馬里亞納海溝形成於兩個構造板塊之間相互碰撞、擠壓的地方。在緩慢的碰撞過程中，板塊邊緣向下推成V字形，形成了地球上獨一無二的深谷。對人類來說，這是一個極其陌生的所在。直到最近幾十年，科學家才開始了解那里可能有哪些生命形式。在超過1000米的海洋深處，沒有陽光可供浮游植物進行光合作用，水溫也停留在略高於冰點的水平，食物來源更是相當貧瘠。 海溝里的水壓幾乎是海平面的1000倍，如此巨大的壓力幾乎會壓碎任何生物（或人造物體），除非其結構能專門應對這種極端的情況。因此，這片特殊的深海區域可以說對生命極不友好，但即便如此，我們仍然能在這里發現一些奇特的生命。 近年來，一些有人駕駛和無人駕駛的深潛器進入了馬里亞納海溝，發現確實有生物在這個如同外星世界般的環境中生存，甚至繁衍。接下來，讓我們走進這個幽暗、神秘的水下世界，看看這個星球上一些最奇異的生物：它們不僅形貌奇特，也擁有最強悍的生命力。 小飛象章魚 小飛象章魚看起來很可愛，但它們在捕獵時會將獵物整個吞下去 這種章魚長着很像大象耳朵的鰭，因此被形象地稱為「小飛象章魚」，其英文名稱來自於迪士尼電影中的「小飛象」（Dumbo）。它們的體長在20厘米左右，長着可愛的扭來扭去的眼睛和撅起的「嘴巴」，顯得十分卡通。 盡管看起來很脆弱，但這種章魚的生命力卻十分頑強，它們是科學家所知生活環境最深的章魚，喜歡在3000米到4000米之間活動。小飛象章魚屬於煙灰蛸屬，具有蹼狀的觸腕，張開的時候很像一把傘。 與大多數章魚不同，小飛象章魚不會用喙狀的嘴咀嚼和研磨食物，而是將獵物整個吞下去。因此，它們在進食的時候可能看起來就不那麼可愛了。這種章魚還具有與眾不同的游動方式，會扇動像大「耳朵」一樣的鰭來提供游泳動力，甚至每秒可扇動4~30下，足以讓它們盡情「飛翔」。 深海龍魚 深海龍魚具有令人稱奇的生物發光能力 如果說小飛象章魚看起來人畜無害，那深海龍魚就恰恰相反。它們長着巨大的牙齒和醜陋的外形，堪稱名副其實的深海殺手。雖然屬於魚類，但深海龍魚沒有鱗片，而是具有像鰻魚一樣光溜溜的皮膚，因此又稱為無鱗龍魚。 深海龍魚屬於巨口魚科，體長約15厘米，喜歡在200到1800米之間活動。和許多深海生物一樣，這種魚十分依賴於身體的生物發光部位，這些部位利用內部的化學反應產生怪異的光，它們可能利用這種發光能力與其他魚類交流或進行偽裝。這種魚的下顎上還會垂下一個發光的須狀突起，常常使其他魚誤以為這是一頓輕松的美餐，從而被吸引過來。但轉眼間，它們卻成為深海龍魚的美餐。 一些深海龍魚還進化出了產生紅光的能力，而這是一種海洋生物不常見的光顏色。它們可能會用紅色來給同類發信號，但更有可能的是，它們會在發動攻擊之前用紅光來照亮獵物。 管眼魚 管眼魚的頭部是透明的 在幽暗的深海，光是一種稀有而珍貴的東西。能探測到哪怕是一絲光線的能力有時就能決定能否獲得食物。因此，馬里亞納海溝里的生物，比如管眼魚，就進化出了一些利用光線的不尋常特徵。 怎麼不尋常？首先，這種魚的頭部是透明的，其內部有兩個靈敏的桶形眼睛，通常指向上方，使魚能觀察到獵物的輪廓。至於為什麼頭部是透明的，科學家認為這一特徵可能只是為了收集更多的光線，從而讓它們在競爭中獲得更多的優勢。 管眼魚直到1939年才為人所知，當時人們將其從水下762米的棲息地打撈上來。即使如此，魚體的情況也不甚理想，因為它們會在從深到淺的壓力變化中破裂。現在，研究人員可以使用裝備有探照燈和攝像機的深海遙控潛水器來更近距離地觀察管眼魚。當然，這種奇怪的魚類仍然有着許多秘密，比如它們的生命周期和繁殖模式就令科學家倍感困惑。 Benthocodon屬水母 微小的Benthocodon屬水母的鍾狀體呈現一種不透明的紅色 水母是相當常見的海洋生物，有時會被沖上海岸，或是堵塞漁民的漁網。然而，這種Benthocodon屬的水母卻很與眾不同，它們更喜歡生活在700多米的深海，通常就在海底附近。 Benthocodon屬水母屬於棍手水母科，具有圓形的鍾狀體，直徑一般為2到3厘米，長着大約1500條細細的紅色觸須，可以幫助它們在水中快速游動。它們主要以小型甲殼類動物、有孔蟲和微小的單細胞生物為食。 許多種類的水母是透明的，但Benthocodon屬水母的鍾狀體呈現一種不透明的紅色。科學家認為，這種顏色可能有助於掩蓋其獵物所發出的生物熒光，從而使太陽水母免遭危險。和馬里亞納海溝里的其他動物一樣，科學家對這種水母的了解還非常有限。 黑角鮟鱇 黑角鮟鱇的頭部長有突起，末端懸掛着一個發光的誘餌，用於吸引不幸的獵物 黑角鮟鱇在英文中被稱為「black seadevil」，意思是「黑色海魔」。可以想見，如果一種魚以「魔鬼」為名，那它一定非常怪異。黑角鮟鱇確實沒讓人失望，它們展現出了一系列令人不可思議的奇怪特徵。 從外形上看，黑角鮟鱇似乎就是直接從地獄游上來的；它們有着畸形的身體，牙齒尖利如刀，冰冷的眼睛似乎在進行死亡凝視。盡管看起來有夠嚇人，但黑角鮟鱇其實並不是很大。雌魚的體長一般為20厘米，雄魚則小得多，可能只有2.5厘米長。 黑角鮟鱇還演化出了一種奇怪的繁殖方式，體型嬌小的雄性實際上將自己與雌性融合到了一起。它們的鰭、牙齒和眼睛消失了，一些內髒也消失了，最終與雌性合而為一。雄性身體的剩餘部分基本上就相當於雌性的精子儲存箱，可以在合適的時間隨取隨用，供卵子受精。 作為深海動物，黑角鮟鱇並不會着急追趕獵物。相反，它們的頭部長有突起，末端懸掛着一個發光的誘餌，用於吸引不幸的獵物。憑借一張可怕的大嘴，黑角鮟鱇實際上能吃下比它自身更大的生物。 哥布林鯊 哥布林鯊在許多方面都很不尋常，其中之一就是它們粉紅色的皮膚 如果你看過經典電影《異形》，你一定會對那個長着尖牙的禿頂生物破胸而出的場景印象深刻。現在想象一下，一條外形與之類似的鯊魚在最黑暗、最深邃的海洋里游來游去。這就是哥布林鯊，一種堪稱噩夢般的怪物。 哥布林鯊又名歐氏尖吻鮫，顧名思義，它們有一個很突出的吻部，就像一把鋒利的劍。吻部下方是突出且可以伸縮的下顎，似乎與鯊魚的形象不大匹配。更重要的是，這些鯊魚的皮膚並不是我們通常印象中的灰色，而是呈現出一種獨特的粉紅色。 在深海環境中，哥布林鯊的體型可以說相當龐大，它們可以長到5.5米長。幸運的是，你不太可能遇到這樣的龐然大物，因為哥布林鯊通常會潛到900多米的深處，而且年齡越大，潛得越深。 與許多深海動物一樣，科學家對哥布林鯊知之甚少。沒有人確切知道它們是如何繁殖的，而且也從未捕獲過懷孕的雌性。作為鼠鯊目的成員，科學家推測它們也是卵胎生，即受精卵在母體內孵化，出生時已經是幼鯊。 長得像斧子的魚 事實上，褶胸魚科魚類可以根據上方的光線改變自身生物發光的強度，從而優化偽裝效果 海洋中有許多奇形怪狀的魚，其中一些魚類長得就像人類所用的一種工具——斧子。這些魚屬於褶胸魚科，有40多個物種。它們都長着瘦得出奇的身體，而且很多都有閃閃發光的鱗片，看起來更像是銀光閃閃的斧頭。它們的體型都很小，即使是最大的物種也只能長到大約15厘米長。纖弱的外表似乎掩蓋了它們頑強的生命力，因為它們通常生活在近1524米的深處。 褶胸魚科魚類具有生物發光的能力，可以根據從上方滲透下來的光線多少來改變它們發光的亮度。在這一過程中，它們會用一種巧妙的偽裝技術來隱藏自己的身體，即利用自身產生的暗淡光線來削弱自身輪廓，從而使捕食者更難從下面發現它們。 皺鰓鯊 皺鰓鯊的身體長而圓，看起來有點像鰻魚 皺褶鯊看起來就像由多種生物混搭而成的怪物。它們有鰻魚一樣的圓形身體，腦袋扁平，就像某種陸地恐龍的頭。和許多古老的鯊魚一樣，這一物種的起源也可以追溯到近8000萬年前。 皺鰓鯊的名字來源於它們六對帶褶皺的鰓裂。它們通常能長到1.8米長，具有20多排三叉戟形的牙齒，能咬碎任何經過它們身邊的獵物。皺鰓鯊一生中大部分時間都生活在海底附近，通常在超過1200米深的水域活動。在極少數情況下，它們會被捕獲並帶到水面，但幾乎總是立即死亡，這使研究者很難觀察它們的行為和生命周期。 多年來，許多人認為皺褶鯊會像鰻魚一樣游泳和捕獵，但一些研究人員認為，內髒器官的排列方式使它們不大可能做出這樣靈活的行動。更可能的情況是，這些鯊魚會像陸地上的蛇一樣攻擊獵物，這讓它們顯得更加怪異。 「望遠鏡」章魚 「望遠鏡」章魚因其突出的眼睛而得名，這是深海水母蛸的獨有特徵 「望遠鏡」章魚屬於水母蛸屬，又稱為深海水母蛸，通常漂浮在地球海洋最深處的洋流中。與大多數章魚不同，這種章魚並不會在海底飛來飛去，而是會在超過2000米深度的水柱中漂浮——不是水平游動，而是垂直懸浮着，這也許是為了讓更深處的捕食者難以看到它們的形狀。 如果你足夠幸運地在馬里亞納海溝中發現了深海水母蛸，你會發現它們的身體幾乎是透明的，在八根觸腕之間還有一張纖細的網，使它們看起來如同深海幽靈一般。 在如同玻璃紙般的身體中，你會看到兩個突出的眼球，與其他章魚的眼球截然不同。這些眼睛可以提供更寬的周邊視覺，更容易發現捕食者和獵物。它們的眼睛還會旋轉，或許這更有助於它們看透周圍深邃的黑暗。 食骨蠕蟲 食骨蠕蟲沒有胃、口和肛門，它們會分泌酸性物質，以進入死鯨的骨骼內部 「食骨蠕蟲」這一名字，以及獨特的羽毛狀結構，使這種深海多毛綱動物看起來像科幻小說里的某種生物。這種蠕蟲可以吞噬地球上一些最大動物——包括鯨類——的堅硬骨頭。 食骨蠕蟲沒有胃、口和肛門，它們會分泌酸性物質，以進入死鯨的骨骼內部。然後，它們利用共生細菌將骨頭中的蛋白質和脂肪轉化為營養物質，作為食物。它們的羽毛狀「鰓」在水中擺動，吸收氧氣以維持生存；它們還具有顯著的根毛狀結構，用於吸收營養和排泄廢物。 雌性食骨蠕蟲可以長到大約5厘米長。相比之下，雄性蠕蟲體型微小，它們會被雌性納入身體之內。最終，雄性蠕蟲會進入雌性的輸卵管中，使卵子受精；之後雌性將受精卵釋放到水中，食骨蠕蟲的生命周期重新開始。在海洋最黑暗的角落中，新的食骨蠕蟲開始清理鯨類的殘骸。 利用更先進的技術手段，人類終於得以窺視馬里亞納海溝的幽暗世界。即便如此，這個巨大的水下峽谷仍然是地球上探索最不充分的地方之一。在未來很長一段時間，在我們開發出更新的探索技術之前，它很可能會一直保持着神秘的狀態。和海溝本身一樣，生活在那里的動物也仍將帶來更多的未解之謎，等待着科學家去發現。（任天） 來源：cnBeta

據外媒CNET報道，美國宇航局（NASA）的哈勃太空望遠鏡正在提供來自宇宙的更多有見地的圖像。根據上周發表在《自然天文學》雜誌上的研究結果，它捕捉到了兩顆看起來相當接近的類星體，來自一對合並的星系--然後發現了第二組。 根據NASA的說法，類星體是一種來自星系中心的強烈光線。它可以如此明亮，以至於超過了星系本身。該太空機構還表示，它是由一個「超大質量黑洞貪婪地吞噬膨脹的物質，釋放出輻射的洪流所推動的」。 伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的首席研究員Yue Shen解釋說，雙類星體的情況是罕見的一面。「我們估計，在遙遠的宇宙中，每1000顆類星體中，就有一顆雙類星體。」因此找到兩對的情況就更罕見了。 研究人員表示，在這兩種情況下，類星體之間的距離都不到1萬光年。最終，這些星系將合並，形成一個更大的黑洞。對這一過程進行觀測，將有助於科學家更好地理解星系的形成以及類星體在其中所扮演的角色。 到目前為止，研究人員已經在合並的星系中發現了大約100顆雙類星體。 來源：cnBeta

4月8日消息，對宇宙一小片物質（不足質子的100萬分之一）的超高分辨率模擬揭示了宇宙最初存在的結構，證實宇宙誕生時最初結構是密集的「膨脹團」。在大爆炸之後的最初幾萬億分之一秒，宇宙是一個高溫、密集區域，溫度超過1萬億攝氏度，雖然科學家們無法直接觀察到這一時刻，但他們可以利用高性能計算機模擬重現該情景。 圖中顯示的是大爆炸之後宇宙膨脹階段出現的稠密膨脹團，這就是宇宙誕生之初的模樣 該最新模擬實驗比以往任何時候的實驗更加詳細，呈現了宇宙誕生之初引力是如何導致被稱為「膨脹體」的量子粒子聚集在一起，結果首次顯示了膨脹團是如何形成復雜而密集的結構，它們的重量在幾克至20公斤之間，大約比一張郵票重，但比一頭牛犬的體重輕，聚集在一個比基本粒子還小的空間中。 奧克蘭大學物理學教授理查德·伊斯特說：「該模擬實驗首次足夠清晰地顯示宇宙的詳細結構，科學家能夠破譯宇宙初期結構的大小和形狀范圍，此外，研究結果與一個已有近40年歷史的簡單理論模擬完全匹配，我們正在揭曉宇宙早期這個難以置信的復雜階段，人們對它的理解才剛剛開始。」 一項最新模擬實驗顯示，在宇宙早期膨脹階段之後不久，微小、密度極高的結構開始聚集。對比初始態和最終態之間（分別是左上圖和右上圖），所示區域已經擴大到其初始體積的1000萬倍，但仍然比質子內部小很多倍。放大的膨脹團在左下角，其質量約為20公斤。 該實驗模擬了宇宙誕生膨脹末期的狀況，在該時期宇宙體積急劇膨脹，當時宇宙僅包含能量和膨脹體，膨脹體是一種由大爆炸後充滿宇宙空間的能量場形成的量子物質。物理學家認為，模擬實驗中看到的膨脹結構是大爆炸後能量場漲落造成的，同樣的磁場很可能創造了現今宇宙中數十億光年直徑的大規模星系結構。 在模擬實驗中看到的充滿膨脹體的宇宙緻密結構可能不會持續太長時間，因為它們可能在不足1秒的時間內就變成了基本粒子，但由於它們的高密度性，其密度是周圍空間的10萬倍，它們的運動和相互作用可能在時空結構中產生稱為引力波的漣漪。最新模擬實驗將幫助科學家精確計算這些引力波可能有多強，這將有助於未來的實驗在宇宙中尋找類似的漣漪。 同時，這些膨脹體也可能在自身重量作用下坍塌，形成宇宙中首個黑洞，即原始黑洞。一些科學家認為，此類黑洞很可能是暗物質的候選者，暗物質是宇宙中一種神秘物質，迄今科學家未直接觀測到，但它構成了當今宇宙85%的物質。物理學家們在模擬實驗中未發現任何黑洞，但他們計劃下步展開時間更長、更詳細的模擬實驗，從而揭曉暗物質和黑洞的神秘面紗。 伊斯特說：「原始黑洞具有一定研究價值，它可能有助於發現黑洞的新特徵，也為測試模型提供新的方法，由於一些原始黑洞會持續存在於現今的宇宙中，發現一個原始黑洞將有助於驗證科學家們關於宇宙初期的特徵狀況。」3月22日，他和研究同事將該研究報告發表在《物理評論D》雜誌上。 來源：cnBeta

據外媒報道，本周，一組研究人員發表了一篇論文，他們在文章中確定了其在探索火星上一度神秘的蜘蛛狀地形方面的工作。火星表面承載着各種各樣的特徵，這些特徵跟地球上的特徵沒有相似之處，如今它們都以某種方式活躍着。 攝於2018年的火星蜘蛛狀地形照，這也是人們迄今見過的最詳細蜘蛛狀地形照 現在，一組研究人員在地球上的實驗室里成功地重現了這種Araneiforms--「蜘蛛」。據悉，研究人員則是通過使用乾冰和溫暖沉澱物製成了這個小型蜘蛛地形。 在研究過程中，研究人員有使用了配備SfM（用的是Agisoft Photoscan）的3D建模技術。 。SfM全稱Structure from Motion（來自運動的結構），一種使用從一系列2D圖像中收集的數據創建3D形式的攝影測量方法。 在這項研究的過程中，研究人員使用一部iPhone 6s進行了照片抓拍。類似的「掃描」物體以重建其三維形態的方法已經被用於--並將繼續被用於--深空天體的可視化。有了像Agisoft Photoscan這樣的軟件，這個過程比以往任何時候都更簡單和更精確。 來源：cnBeta

美國宇航局於2021年4月6日進行了第二次RS-25單引擎全時熱測試試驗，以支持未來登月任務的航天發射系統（SLS）火箭的引擎研發和生產。這次超過8分鍾（500秒）的全時熱測試是在聖路易斯灣附近的NASA斯坦尼斯航天中心的A-1試驗台進行的。 這是計劃中七項測試的一部分，旨在為SLS發動機的主要承包商Aerojet Rocketdyne提供有價值的數據，因為它開始生產新的RS-25發動機，供前四次SLS飛行後使用。 四台RS-25發動機在發射時幫助SLS提供動力，同時產生160萬磅的推力，上升時產生200萬磅的推力。用於前四次SLS飛行的RS-25發動機是升級版的航天飛機主發動機，並已完成認證測試。在新的測試系列中，操作人員將重點評估新的發動機部件，降低發動機運行的風險。他們將通過一系列的工作條件對發動機進行點火，以展示和驗證其能力，並提供數據以提高尖端技術和節約發動機生產成本。 1月28日，新系列發動機的首次測試進行了500秒，這也是發動機在發射過程中必須點火為SLS火箭入軌提供動力的時間。在隨後於4月6日進行的全時熱火測試，操作人員還對RS-25發動機進行了萬向調節，使用了NASA設計的新型矢量控制系統，這也是該系統安裝以來的首次。萬向平衡是指發動機必須在一個緊密的圓軸上移動，以確保正確的飛行軌跡。 美國宇航局正在建造的SLS是世界上最強大的火箭。SLS將作為NASA的 "阿特米斯 "計劃的一部分飛向月球，包括今年的 "阿特米斯 "I號無人試飛，這將為未來與宇航員一起探索月球表面的飛行鋪平道路，並為火星任務做准備。在斯坦尼斯進行的RS-25測試由NASA、Aerojet Rocketdyne和Syncom Space Services運營商組成的聯合團隊進行。Syncom空間服務公司是斯坦尼斯設施和業務的主承包商。 來源：cnBeta

根據2021年4月1日發表在《科學報告》（Scientific Reports）上的加州大學戴維斯分校獸醫學院的新研究，對數千份SARS-CoV-2樣本的基因組測序顯示，COVID-19病例的激增是由新的冠狀病毒變異體出現所驅動的。 加州大學戴維斯分校獸醫學院人口健康和生殖學教授Bart Weimer表示，隨着變異體的出現，就會有新的爆發，經典流行病學與基因組學的合並提供了一個公共衛生當局可以用來預測流行病進程的工具，無論是冠狀病毒、流感還是一些新的病原體。 雖然SARS-CoV-2隻有15個基因，但它卻在不斷變異。這些變化大多差別不大，但有時病毒會或多或少地變得具有傳染性。Weimer和研究生DJ Darwin R. Bandoy最初分析了150個SARS-CoV-2菌株的基因組，這些菌株大多來自2020年3月1日前在亞洲爆發的疫情，以及這些疫情的流行病學和傳播信息。他們將疫情按階段劃分為：指數型（未爆發）、起飛型、指數型增長和衰退型。病毒傳播的難易程度由R值或繁殖數設定，其中R是每個感染者造成的新感染平均數。 他們將所有這些信息綜合成一個指標，稱為GENI，代表病原體基因組的身份。將GENI分數與流行病的階段進行比較，結果顯示，遺傳變異的增加緊接在病例指數增長之前，然而，在新加坡，變異的爆發與較小的疫情有關，公共衛生當局能夠迅速控制疫情。 Weimer和Bandoy研究了收集到的和2020年2月至4月在英國的2萬個SARS-CoV-2病毒序列，並與病例數據進行了比較。他們發現，GENI變異得分隨着病例數的增加而穩步上升。當英國政府在3月下旬實施全國封鎖時，新病例數量趨於穩定，但GENI得分繼續上升。這表明，在病毒快速進化的情況下，禁止聚會、口罩任務和社會疏遠等措施能有效控制疾病的傳播。 這也可以幫助解釋 "超級傳播者 "事件，當大量的人在一次事件中被感染，而預防措施卻被放鬆。Weimer說，他希望公共衛生當局能夠採取測量病毒變異並將其與當地傳播率R聯系起來的方法。通過這種方式，當一個新的爆發即將到來，你可以得到一個非常早期的警告。 來源：cnBeta

美國宇航局目前正在研製一個名為 "Lucy"的航天器，並宣布已經成功完成了兩個太陽能電池板的熱真空測試，這是檢查准備發射的關鍵部件的最後一步。"Lucy"號將於今年秋季發射。該航天器擁有巨大的太陽能電池板，當它們連接並完全展開時，可以覆蓋一棟五層樓的建築。 航天器之所以需要如此巨大的太陽能電池板，是因為它將比以往任何太陽能驅動的太空任務都要在離太陽更遠的地方運行。露西號將對特洛伊小行星帶進行為期12年的巡視，工作地點距離太陽5.3億英里，距離超出木星軌道。 隨着最後一次太陽能部署測試的順利完成，"Lucy"號的漫長部署之路已經走到盡頭。這片面積史無前例的航天器太陽能電池板由諾斯羅普·格魯曼公司製造，將成為12年任務期間航天器和儀器的唯一動力來源。美國宇航局表示，太陽能電池板要提供約500瓦的電力，這與運行一台洗衣機所需的能量差不多。 五百瓦是一個適度的電力，但由於航天器將在離太陽較遠的地方運行，因此需要巨大的面板。美國宇航局表示，這些電池板需要在航天器發射後一小時左右在太空中完美地部署。在2020年12月至2021年2月期間，太陽能電池板的部署測試已經在洛克希德馬丁航天公司的熱真空室中進行。 當太陽能電池板被折疊時，它們只有4英寸厚，一旦展開，每個太陽能電池板的直徑接近24英尺。在地球引力作用下，太陽能電池板無法支撐其每塊170磅的重量，因此在試驗室內使用了一個精密的重量卸載裝置來支撐。 來源：cnBeta

美國宇航局有一個習慣，那就是直接分享來自火星表面運行的航天器和探測器的原始圖像。紅色星球的環境與地球有很大的不同，人們自然會在火星上的大氣層中尋找一些與我們在地球上看到的相同的現象。其中一個例子是美國宇航局最近分享的一張圖片，來自被稱為Hazcam的火星毅力號後左避險相機。 貫穿圖片的左上方，如下圖所示，你可以看到火星表面上方的天空中似乎有一道彩虹。然而，我們都知道照片可能是照騙。美國宇航局的「毅力號」火星探測器官方推特分享了這張圖片，並指出，很多看到這張圖片的人都問這是不是彩虹。 「毅力號」團隊解釋說，這顯然不是彩虹，因為在紅色星球上不可能出現彩虹。當光線從地球大氣層中的圓形水滴上反射時，就會產生彩虹。然而，在火星上，沒有足夠的水來凝結，而且這個星球太冷了，大氣層中不可能有液態水。 對於圖像中所看到的東西，不那麼令人興奮的解釋是透鏡耀斑。鏡頭耀斑是一種現象，光線在鏡頭系統中被散射或耀斑，通常是對強光的反應，導致圖像中出現不理想的偽影。在這種情況下，鏡頭耀斑的形狀看起來會很像彩虹。 毅力號火星車已經在火星表面停留了幾個月，目前正在進行科學調查，試圖尋找火星上過去生命的證據。最近，該漫遊車還將Ingenuity直升機放置在火星表面，為未來幾天的飛行做准備。 來源：cnBeta

說到火箭發動機，其中最多產、最著名的就是RS-25。它就是美國宇航局 "阿特米斯 "號月球任務會使用的火箭發動機，但 "阿特米斯"任務肯定不是第一次使用RS-25發動機。RS-25發動機是航天飛機的主力發動機，在30年里有135次執行任務的記錄。 2011年航天飛機項目退役時，NASA用於幫助建造國際空間站和部署哈勃太空望遠鏡等任務的16台RS-25發動機被放入倉庫。當NASA開始尋找火箭發動機為太空發射系統（SLS）提供動力時，庫存的RS-25發動機被發現是NASA節省開發新發動機費用的一個機會。NASA之所以選擇RS-25發動機，是因為它能夠利用航天飛機項目的技術和經驗的能力。 RS-25被描述為有史以來最可靠、最高效、最高性能的發動機之一，被認為在設計、工程和性能上都走在了時代的前列。其中一個挑戰是讓RS-25發動機與新的SLS一起工作。工程師們必須對設計進行改進，使這台古老的發動機能夠在要求更高的SLS機身中推動飛行。 美國宇航局和承包商以及Aerojet Rocketdyne公司開始對發動機進行改造，首先要重新設計的部件是過時的飛行控制器。飛行控制器是主動控制發動機運行和管理發動機與航天器之間的指令和數據協議的關鍵部件。需要一台能夠處理現代SLS算法的計算機。在SLS的設計中，四台發動機位於火箭核心級的底部，直接與一對固體火箭助推器相鄰。 這意味着RS-25發動機噴嘴將受到極度的基礎加熱，特別是在飛行的前兩分鍾。通過增加絕緣材料對噴嘴進行了改進。另一項改進與液氧罐相對於SLS上4台RS-25發動機的位置有關。該罐的位置導致RS-25進氣口的壓力很高。噴嘴必須經過認證才能承受這種壓力，並且能夠在最小的升級下做到這一點。 所有16台前航天飛機主發動機都在2019年4月完成了驗收測試。 來源：cnBeta

Skoltech的化學家們提出了一種新的電負性尺度，並在《自然-通訊》上發表了他們的研究成果。美國化學家Linus Pauling在20世紀30年代提出的電負性概念是指原子吸引電子密度的能力。在化學鍵中，電負性較強的原子會獲得額外的電子，成為負電荷，而電負性較弱的原子則會失去電子，成為正電荷。 電負性是一個基本的概念，對於解釋從化學鍵的能量到化合物的穩定性以及晶體的顏色和硬度等一系列事物都至關重要。 此後，化學家們提出了各種電負性的定義和尺度。然而Pauling的尺度是第一個，也是最常見的一個，它幾乎存在於每一本化學教科書中。Pauling從熱化學中利用一些化學鍵的能量推導出他的電負性值，他提出了一個最簡單的公式來計算由於原子間電負性差異而帶來的鍵的穩定，但是後來人們發現，用Pauling的尺度所做的預測准確率相當低。 Skoltech教授Artem R. Oganov和研究科學家Christian Tantardini修改了Pauling的公式，並重新定義了元素的電負性，最終創造了一個新的電負性尺度。 "這一切都始於我們決定計算Pauling在壓力下的電負性，高壓力下的化學是相當奇異的。不過，一旦你發現元素在壓力下的電負性是如何變化的，你就可能會明白很多事情。我們用Pauling的定義來計算正常情況下的電負性，然後驚奇地發現，他的尺度與理論或實驗中顯著離子分子的鍵能都不匹配。 "此外，化學文獻中的許多出版物都提到了這種不一致的情況，但都沒有提供一致的解決方案。我意識到，根本原因是Pauling把分子的離子穩定當作一種加法效應。如果我們認為它是一種乘法效應，許多弊端就會被消除。利用新的公式和化學鍵的實驗能量，我們確定了所有元素的電負性，從而得到了一個美麗的尺度，它既適用於電負性的小差異，也適用於大差異。"Oganov教授解釋說。 新的比例尺將電負性作為一個無維度的量，可以非常實用地准確再現分子的能量和化學反應。 參考文獻： 《自然通訊》2021年4月7日 DOI: 10.1038/s41467-021-22429-0 來源：cnBeta

未來某一天，人類可能會登上另一個宜居的星球。即便地貌與地球截然不同，但大家肯定不會對某種自然現象感到陌生，那就是 —— 下雨！近日，哈佛大學研究人員在JGR《行星》期刊上發表了一篇新論文，其中就提到了不同行星環境中的雨滴仍非常相似 —— 甚至與地球和木星完全不同的行星也是如此。 研究配圖 - 1：雨滴高度與落地留存的等效半徑之間的關系 了解其它星球上的雨滴行為，不僅能夠揭示火星等行星上的遠古氣候，也是確定太陽系外潛在宜居行星的一個關鍵。 研究配圖 - 2：行星半徑 / 雨滴蒸發質量之間的關系 研究一作、地球與行星科學系研究生 Kaitlyn Loftus 表示：在考慮行星的宜居性時，雲層的生命周期就顯得尤為重要。然而雲和將水之間的關系實在太復雜，此前完全無法通過完全地建模來了解。 研究配圖 - 3：蒸發比例 / 垂直風速 / 類似行星初始半徑 r0 之間的關系 為此，研究人員想到了尋求更簡單的雲演化方法，第一步就是液滴到底是在大氣中蒸發、還是最終以雨滴的形式落到地面。 研究配圖 - 4：地表蒸發量...

據外媒報道，科學家已經開發出一種新型的智能支架以幫助預防這些植入物帶來的一些並發症。支架被一種物質包裹，它可以用來減少炎症反應並與此同時促進組織的修復。 血管成形術是撬開堵塞動脈的常見手術。一個微小的氣球被插入血管並在阻塞的地方充氣，然後放置一個支架以防止在氣球和阻塞被移除後血管再次變窄。 然而不幸的是，它並不總是像它被期待的那樣工作。當支架損傷了血管則會導致動脈的平滑肌細胞增殖。這種炎症反應會使動脈再次變窄，這種現象被稱為再狹症。 為了解決這個問題，更先進的支架後來被製造出來。藥物洗脫支架(DES)塗層藥物雖然可以減少細胞增殖，但令人沮喪的是，它們也會阻止內皮細胞的生長，而內皮細胞對植入物的適當整合至關重要。在這兩者之間找到一種平衡成為了這項新研究的目標。 「理想情況下，如果我們能阻止平滑肌細胞的過度反應和增殖，而另一方面又能吸引來內皮細胞覆蓋支架，這將減輕炎症反應並防止再狹症的發生，」該研究的論文通訊作者Ke Cheng指出。 為此，該團隊製作了一種包含外泌體的新型塗層，外泌體是所有細胞都分泌的微小囊以幫助它們發送「信息」。外泌體以三種不同的方式起作用--首先，因為它們跟細胞膜相似，免疫系統不會將它們識別為外來物質從而防止炎症反應。它們還能促進支架表面的內皮細胞增殖。作為額外的好處，它們甚至還可以在受傷的情況下參與並促進組織修復。 不過它最聰明的部分是其會首先釋放外泌體的觸發器。這種智能支架並不會立即釋放所有的外泌體從而可能會導致治療時間的浪費，它只會釋放外泌體來響應被稱為活性氧(ROS)的分子，而活性氧在炎症反應過程中會大量產生。 「可以把它看作是外泌體的一種智能釋放功能，」Cheng說道，「缺血再灌注損傷發生在血流減少然後重建時，此時會產生大量活性氧。假設心髒因缺血而受損。增強的ROS將觸發支架上外泌體的釋放，而再生治療將通過血管到達損傷部位。」 在實驗室的測試中，研究小組發現智能支架在損傷48小時內成功釋放了高達60%的外泌體，這是由大量ROS觸發的。接下來，研究小組在缺血損傷的大鼠身上測試了這些支架，並將它們跟其他藥物躲避支架和裸金屬支架進行比較。他們發現，他們的新設備在防止再狹窄和促進內皮細胞生長方面做得更好，並減少了對血管的損傷。 Cheng表示，這種生物活性支架促進血管癒合和缺血修復，患者在支架就位後不需要進行額外的再生治療，「支架是外泌體的完美載體，而外泌體使支架在組織修復中更安全、更有效。」 這是很有發展前景的一步，但顯然，這個新系統目前仍處於早期階段。該團隊計劃下一步在大型動物身上展開測試。 來源：cnBeta

在哈勃望遠鏡的幫助下，一支 NASA / ESA 科學家團隊剛剛觀測到了一個難得的場景。可知在火山運動的助推下，系外岩石行星 GJ 1132 b 的大氣組成也發生了較大的變化。之所以鎖定 GJ 1132 b，是因為這枚系外行星具有與地區相似的密度、大小和年齡。 （圖自：IPAC / Caltech） 這種所謂的「亞海王星」，起步半徑都在地球的數倍以上。但正在 GJ 1132 b 身上發生的事情，首次讓科學家們發現了其大氣層發生改變的證據。 在火山噴涌到來的強烈熱輻射下，這枚年輕行星很快就失去了最初的氫氣與氦氣，並在極短的時間內縮小到了與地球差不多大小的裸核。 想象圖 沒想到的是，哈勃望遠鏡的新觀測數據表明，次級大氣層已經取代了 GB 1132 b 的第一大氣層 —— 這里富含氫氣、氰化氫、甲烷、氨氣、以及烴霧。 天文學家認為，其原始大氣中的氫氣被吸收到了地球的熔融岩漿地幔中，但現在正在被火山作用緩慢釋放出來，並形成了新的大氣層。 A...

前段時間，四川廣漢三星堆遺址考古迎來了階段性新進展，官方也公布出了許多造型奇異的未知文物。其中，一株來自3000多年前的青銅神樹受到了廣泛關注。據央視記者4月6日從三星堆博物館獲悉，經國家文物局立項批復，三星堆3號神樹的修復已經啟動並初具成效。 目前，該神樹在35年前出土時的70多截青銅殘件，經文物修復專家預拼接，已經重新勃勃「生長」，初露神樹神秘美麗的風采。 整體來看，這株神樹分為三層：第一層為單樹枝，第二層為雙樹枝，第三層樹干頂部站立着人首鳥身像。而底座則由三根主樹干構成的，每一根鑄造都是兩兩纏繞，麻花的造型，還包裹有金箔。 專家表示，這株神樹和1、2號神樹完全不一樣，採用了完全不同的造型，體現出了古蜀人對神樹和太陽的一種崇拜。 據介紹，這株神樹在完全修復完成後，將在博物館公開展出，與三星堆鎮館之寶1號青銅神樹一起，共同展示三星堆人神樹崇拜的宗教信仰以及傑出的藝術創造力。 來源：cnBeta

據外媒報道，來自勞倫斯伯克利國家實驗室的一個研究小組正在深入研究一種奇特的、由細菌製造出來的納米機器，據悉，這種機器可以加快微生物學的發展。這個被叫做tailocins的武器可以只對特定的敵人發起攻擊。 參與該項研究的科學家Vivek Mutalik解釋稱：「Tailocins是由細菌製造的超強蛋白質納米機器。它們看起來像噬菌體，但它們沒有殼體，殼體是包含病毒DNA和復制機制的噬菌體的『頭』。所以，它們就像一根彈簧針，穿過細胞膜，在細胞質上開一個洞，這樣細胞就會失去離子和內容物然後崩潰。」 各種各樣的細菌都能產生tailocins且似乎是在壓力條件下產生的。由於tailocins只對特定的菌株致命--事實上，這種病毒的特異性如此之強以至於它們獲得了「細菌自導導彈」的綽號--tailocins似乎是細菌用來跟對手競爭的工具。由於它們跟噬菌體的相似性，科學家認為tailocins最初是在病毒感染期間由DNA插入細菌基因組中的，而在進化過程中，細菌丟棄部分噬菌體DNA雖沒有用但卻保留了對它們自身有好處的部分。 但tailocins不像大多數通過進化選擇的能力，它不能拯救個體。根據Mutalik的說法，如果細菌產生tailocins，它們就會被殺死，就像它們被真正的噬菌體病毒感染一樣。但釋放後，tailocins只針對特定菌株而不會傷害宿主譜系中的其他細胞。 「它們雖然讓同類受益，但卻犧牲了自己，這是一種利他行為。但我們還不明白這種現象在自然界中是如何發生的，」Mutalik說道。與此同時，科學家們也不清楚tailocins的刺針是如何起作用的。 伯克利合作團隊在他們最近的一篇論文中探索了tailocins如何攻擊特定菌株的遺傳基礎和物理機制，另外，他們還研究了tailocins生產者和它們目標菌株之間的遺傳相似性和差異性。 生物學家在檢查了12種已知使用tailocins的土壤細菌後發現附着在外膜上的脂多糖的差異可以決定一種菌株是否被特定的tailocins鎖定。 「我們所研究的細菌生活在一個具有挑戰性的、資源匱乏的環境中，所以我們想知道它們是如何使用tailocins為生存而戰的，」這項研究的論文聯合作者Adam Arkin表示。 Arkin指出，盡管科學家們在實驗室里很容易誘導細菌產生tailocins，但仍有許多未解的問題存在，像如何在自然環境中部署tailocins、如何以及為什麼特定的菌株會跟被精準定位成刺客的目標。 「一旦我們了解了靶向機制，我們就可以開始自己使用這些tailocins，」Arkin補充道，「醫學的潛力顯然是巨大的，但對於我們所做的科學來說也是不可思議的，我們正在研究環境微生物如何相互作用以及這些相互作用在重要生態過程中的作用如碳固存和氮處理。」 目前，要弄清楚群落中每個微生物在做什麼是非常困難的，因為科學家們無法輕易地增加或減少菌株並觀察其結果。而如果利用適當的tailocins則能讓這些實驗能更加容易得到完成。 Mutalik, Arkin和他們的同事也在進行後續研究，旨在揭示tailocins的作用機制。他們計劃利用伯克利實驗室的先進成像設備，對整個過程進行原子水平的快照，從泰洛辛與目標細胞結合的那一刻起，一直到細胞收縮。從本質上說，他們將拍攝一部微觀的殺戮電影。 來源：cnBeta

據外媒報道，宇宙在加速膨脹，但我們卻不確定這背後的原因。現在，一項新研究發現，如果暗物質擁有一些不尋常的磁特性，那麼就可以解釋觀測到的膨脹。被最普遍接受的宇宙學模型將宇宙的物質分為三個主要部分。其中，普通物質即我們每天看到、接觸和相互作用的物質只占所有物質的5%，其餘的則都跟兩個宇宙之謎有關。 最大的一部分就是暗能量，據計算暗能量占宇宙的68%。這種力似乎在以越來越快的速度把所有的東西都推開。 然後是暗物質，它被認為占了宇宙剩餘的27%。這種奇怪的物質似乎以其強大的引力作用將星系和星系團維系在一起，但它不跟光發生相互作用，所以我們也就不可能觀測到其他物質。 在某種程度上，後兩者都是填補人類對宇宙學理解中的主要漏洞的占位符概念--但如果我們只需要一個而不是兩個呢？在一項新的研究中，來自哥本哈根大學的研究人員就調查了暗物質是否可以單獨為此負責。 「除了暗物質是一種重而慢的粒子之外，我們對它知之甚少，」這項研究研究的論文首席作者Steen Harle Hansen指出，「但後來我們想知道--如果暗物質有某種類似於磁力的性質呢？我們知道，當普通粒子四處移動時它們會產生磁性。並且磁鐵會吸引或排斥其他磁鐵--所以，如果這就是宇宙中正在發生的事情呢？暗物質的不斷膨脹會是由某種磁力造成的嗎？」 該研究團隊開發了一個新模型，其融合了已知的宇宙如引力和膨脹速度，但忽略了驅動膨脹加速的「宇宙常數」。取而代之的是，他們給了暗物質粒子一個額外的力，這個力跟暗物質粒子速度的平方成正比，這使其類似於磁力。 有趣的是，在這個新模型中，模擬的宇宙膨脹的方式跟我們觀測到的真實宇宙完全相同。暗物質的排斥力足以加速宇宙的膨脹，這表明類似的事情可能就發生在現實中。 當然，這項研究本身並不能證明暗能量的存在，也不能證明暗物質具有磁性。但這是一個有趣的想法，其顯然需要使用更為詳細的模型展開更為深入的研究。 Hansen表示：「老實說，我們的發現可能只是一個巧合。但如果不是這樣那就太不可思議了。這將改變我們對宇宙組成和膨脹原因的認識。就我們目前掌握的知識而言，我們關於具有某種磁力的暗物質的想法和關於暗能量的想法一樣瘋狂。只有更詳細的觀察才能決定哪種模型更為現實。所以，重新測試我們的結果將是非常令人興奮的。」 來源：cnBeta

據外媒報道，創傷性腦損傷會造成嚴重和長期的影響，其中包括器官組織損傷、認知障礙和殘疾。現在，由喬治亞大學開發的一種可植入「腦膠」材料可以提供一種干預方法，其通過模仿腦細胞的支持結構來防止組織丟失和再生神經元。 「腦膠」是一種水凝膠，實際上早在2017年就由喬治亞大學的Lohitash Karumbaiah發明了。這種材料的設計目的是復制支持腦細胞的糖網，然後通過結合基本成纖維細胞生長因子和腦源性神經營養因子的關鍵結構來保護蛋白質、促進腦細胞在受傷後的生存和再生。 此前，Karumbaiah和他的同事已經證明，這種水凝膠可以注射到有創傷性腦損傷的大鼠體內從而起到保護它們免受正常情況下導致的組織損失的作用，四周後的觀察顯示，神經干細胞的保留顯著增強。 自那以後，該研究小組對該種水凝膠進行了改進、重新設計了保護性蛋白質的表面從而達到促進腦細胞再生和功能恢復的目的。研究人員將改良後的水凝膠再次植入嚴重創傷性腦損傷大鼠體內，在20周後，大鼠細胞修復增強且運動功能也能得到了改善。 這是通過被稱為「組織清除」的3D成像技術觀察到的。這表明，腦膠不僅保護組織免受損傷，而且還能在損傷部位活躍地再生功能性神經元。 Karumbaiah表示：「因為這種組織清除方法，我們能對腦膠支持的復雜電路和恢復過程有更深入的了解。通過使用這些方法和傳統的電生理記錄，我們能驗證腦膠支持病變腔內功能性神經元的再生。」 相關研究報告已發表在《Science Advances》上，下面的視頻則展示了受傷老鼠大腦的3D圖像。 來源：cnBeta

據外媒報道，在曾經被認為不適宜居住的地區卻發現了古老的掠食昆蟲。化石的發現常常有助於回答關於我們現代世界是如何形成的長期問題。然而有時它們只會加深謎團，就像最近在不列顛哥倫比亞省和華盛頓州發現的四種新古代昆蟲。 來自西蒙弗雷澤大學的古生物學家Bruce Archibald和俄羅斯科學院的Vladimir Makarkin最近發現的化石物種屬於一種被稱為蛇蠅(snakefly)的昆蟲，現被證明在約5000萬年前生活在該地區。發表在《Zootaxa》上的研究提出了更多關於這種細長昆蟲的進化史以及它們生活在今天這個地方的原因。 蛇蠅體型纖細，是一種食肉昆蟲，原產於北半球，在熱帶地區明顯不存在。科學家們傳統上認為，由於它們需要寒冷的冬天才能發育成成蟲，因此它們幾乎只能生長在有冬季霜凍或更冷天氣的地區。然而發現這些古老物種的化石遺址所經歷的氣候卻跟這種解釋並不符合。 「這里的年平均氣候溫和，就像今天的溫哥華或西雅圖一樣，但重要的是，冬天非常溫和，很少或沒有霜凍的日子，」Archibald說道，「我們可以通過生活在這些森林里的不耐霜植物如棕櫚樹及更偏北的植物如雲杉看出這一點。」 發現這些古代物種的化石遺址跨越了1000公里的古代高地，從公元前西北部的浮木峽谷到公元前南部的麥卡比化石遺址，一直延伸到華盛頓北部的共和國城。 根據Archibald的說法，古生物學家們在這些化石遺址中發現了蛇蠅兩科的物種，這兩科此前曾都被認為需要寒冷的冬天才能生存。然而現在的發現現實，每個科似乎都各自獨立地適應了寒冷的冬天。 「現在我們知道，在蛇蠅進化史的早期，它們生活在冬天非常暖和的氣候中，所以問題就變成了，為什麼它們不能保持在這些地區生活的能力？為什麼今天熱帶地區沒有發現蛇蠅？」Archibald說道。 此前在這些地點發現的昆蟲化石表明，它們跟歐洲、俄羅斯太平洋沿岸乃至澳大利亞都有關聯。 Archibald強調稱，通過對過去的深入研究來了解生命是如何適應氣候的有助於解釋今天物種在全球各地分布的原因，同時也可能有助於預測氣候的進一步變化會如何影響這種模式。 來源：cnBeta

據外媒報道，模擬光合作用（植物利用陽光將水和二氧化碳轉化為能量）自然過程的設備有朝一日可能能幫助我們解決一系列環境問題。現在，科學家們就展示了一種新型技術，其不僅可以復制這一過程來生產清潔氫燃料，還可以在使用過程中進行形態變化使其隨着時間推移而變得更高效。 這項研究是由來自美國密歇根大學(UM)和勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的研究人員共同展開。 設備由硅和氮化鎵這兩種電子產品以及太陽能電池中常用的材料製成。相比之前設備1%的效率，新設備則提供了令人印象深刻的轉化率，達到了3%--通過硅襯底上的氮化鎵塔的「城市景觀」實現。氮化鎵塔將陽光轉化為自由電子，而自由電子反過來又將水分解為氫和氧。 雖然這些結果早在2018年就發表了，但科學家們一直在繼續研究該設備以更好地理解其超高效率背後的原因。在最新的研究中，該團隊使用了一系列先進的顯微鏡和光譜技術來觀察活動中的材料並得到了一些驚人的發現。 通常情況下，由於材料的磨損，人工光合作用設備的性能會在幾小時內下降，然而這款設備的效率卻隨着時間的推移變得更高。科學家們的觀察發現，當系統被使用時，氮化鎵塔頂部通過吸收氧氣形成新的產氫點並擁有新的特性從而形成一種被稱為氮化氮氧鎵的材料。 這項研究的論文資深作者Francesca Toma表示：「我們在這種材料中發現了一種使其變得更高效和穩定的不尋常特性。我們的發現是一個真正的遊戲規則改變者。我從未見過如此穩定的局面。」 接下來，科學家們將把這種材料作為一個完整的光化學電池的一部分進行實驗，這將包括探索類似的材料如何使這些系統變得更加穩定。 UM工程Zetian Mi指出：「這次合作幫助我們確定了這種材料變更加堅固和高效而不是降解的背後的基本機制。這項工作的發現將幫助我們以更低的成本設計和製造更高效的人工光合作用設備。」 來源：cnBeta

據外媒CNET報道，經過長時間的休息，流星季又開始了，本月將迎來一年一度的天琴座流星雨。大多數年份的前三個月對天文愛好者來說都是相對枯燥的，因為在1月初的象限儀座流星雨和天琴座流星雨之間通常沒有什麼事情發生。根據美國流星協會的說法，天琴座流星雨將在2021年4月15日左右變得活躍，它們將在4月21日晚到4月22日凌晨達到極大期。 如果人們當晚不能出門，或者他們所在的地方天氣不佳，預計在極大期前後的一個晚上，也會帶來一個相當不錯的觀賞機會。 天琴座流星雨不會產生大量的流星，也許每小時會有10到15顆，但比起其他的流星雨，它更有可能包含明亮、戲劇性的火流星。每隔幾十年，天琴座流星雨都會出現一次流量較大的活動，最多時數量可達每小時100顆左右。這在2021年不會發生，但這種事情也是出了名的難以預測。 天琴座流星雨的源頭是一顆名為C/1861 G1 Thatcher的彗星留下的碎片雲，這顆彗星最後一次出現是在19世紀，而且在兩個多世紀內不會再經過太陽系內部。不過每年，彗星的軌道碎片還是形成了天琴座流星雨，輻射點在k星附近。 美國流星協會表示，在天琴座流星雨的高峰期，黃昏後的幾個小時可以提供一個很好的觀賞機會，沿着地平線捕捉到一顆明亮的 "掠地流星"。每當人們外出尋找天琴座流星雨時，要盡量遠離光污染，找一個空曠的田野或山頂等地點，寬闊無遮擋地欣賞夜空。 來源：cnBeta

4月7日消息，通常人們認為河流會對全球氣候轉暖起到抑製作用，但最新研究表明，人類對部分河流缺乏治理，會使它們成為產生溫室氣體的一大來源，一旦河流水質遭受污染，河流釋放溫室氣體將更加嚴重。 資料圖 新界是香港最綠色的區域之一，它似乎與香港城市中心的高樓大廈不相匹配，相比之下，新界仍有鄉村、大片農田，以及濕地、山脈、公園和河流，從表面來看，新界區域似乎是香港的「綠肺」，但事實是這樣的嗎？依據科學家對新界地區15條水道的全面分析，結果令人大吃一驚，蜿蜒穿過綠色景觀的河流實際上正在呼出大量的溫室氣體。 城市河流釋放3種溫室氣體 香港中文大學地理與資源管理學教授Derrick Yuk Fo Lai說：「新界所有河流可能飽和3種主要溫室氣體——二氧化碳、甲烷和一氧化二氮，這些河流溫室氣體濃度竟達到大氣中溫室氣體濃度的4.5倍。」 該項研究重點評估了水污染對香港溫室氣體排放的影響，分析結果表明，新界地區河流是大氣溫室氣體的持久來源，並可能導致氣候變暖，我們發現研究的河流都會產生溫室氣體排放，伴隨河流污染越嚴重，其溫室氣體排放量就越大。 畜禽養殖場排出的污水、舊建築坍塌拆除以及無溝渠的經營場地，是造成當地河流污染的主要原因，這與人類活動密切相關，事實上，污染嚴重的河流中二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的平均飽和水平分別是污染較輕河流的2.2倍、1.5倍和4.0倍。 微生物吸收各種形式的碳和氮，並將這些元素分解成其他形式，通常通過有氧或者厭氧呼吸，釋放二氧化碳，也可能釋放甲烷和一氧化二氮。 雖然人類活動影響下的河流碳排放量小於人類日常生活中化石燃料燃燒產生的碳排放量，但是香港地區河流排放的總溫室氣體不應忽視，該現象應當引起高度重視，盡可能將河流碳排放量最小化，從而盡可能減輕未來氣候變化。 微生物活動 香港新界地區河流高碳排放量現象並不罕見，令人驚訝的是，河流現已成為全球溫室氣體的重要來源。 統計數據顯示，全球河流和溪流每年釋放39億噸碳（大約是全球航班飛機每年碳排放量的4倍），如果考慮到地球上河流所占面積相對較小，該數據就不容小覷了。此外，大江和湖泊等大型水生系統釋放的溫室氣體占大氣甲烷50%以上，全球河流一氧化二氮排放量比人類排放量多10%。 英國伯明翰大學生物地球化學家索菲·科默·瓦爾納說：「之所以河流釋放大量溫室氣體是由於河流沖刷土壤吸收了大量的碳和氮，之前人們僅認為，河流只會將這些元素傳輸到海洋中，但我們現在知道，河流具有較高的生物地球化學反應度。」 換句話講，微生物吸收的各種形式碳和氮將被分解成其他形式，它們通常是通過有氧或者厭氧呼吸釋放二氧化碳，也可能釋放甲烷和一氧化二氮。 當河流水質惡化時，它對全球變暖的影響將上升一個數量級。 瓦爾納說：「在某種程度上，河流作為大氣中二氧化碳和其他溫室氣體排放的來源，是生態系統的自然組成部分，然而，如果河流水質惡化，溫室氣體排放量可能會增多。」 尤其是城市河流，更高的溫室氣體排放量正在成為一個日趨嚴峻的問題，在某些情況下，城市河流排放的溫室氣體是遠離城市河流排放量的4倍。 「當河流水質由可人類適應轉向污染惡化時，河流中的二氧化碳和甲烷濃度將增加10倍，一氧化二氮濃度增加15倍。」 近期，一項研究評估了厄瓜多爾昆卡城市河流系統排放的二氧化碳、甲烷和一氧化二氮氣體，發現了水質和溫室氣體排放之間的明顯趨勢——污染越嚴重的河流，溫室氣體排放量就越高。事實上，該項研究表明，當河流水質惡化時，它對全球變暖的影響可以上升一個數量級。 比利時根特大學博士後研究員Long Tuan Ho說：「依據我們的評估，當河流遭受污染時，其全球趨暖潛勢（GWP）會增加2-10倍，當河流水質從適合生命生存轉變為遭受污染時，河流中的二氧化碳和甲烷濃度將增加10倍，一氧化二氮濃度增加15倍。」 同時，他和研究同事發現，河流釋放的溫室氣體增量也與河流周邊土地利用和土地覆蓋的變化密切相關，尤其是鄰近地市地區的河流，二氧化碳和一氧化二氮的平均濃度是遠離城市河流的4倍，而甲烷平均濃度竟高達25倍。這些發現表明，土地使用和土地覆蓋對遭受污水排放和地表徑流污染地區的溫室氣體產生重要影響。 鄰近城市的河流之所以無法成為「綠肺」，是因為氮化合物和人類活動造成的污染物會進入流動的淡水，被水域中的微生物轉化為溫室氣體，具體而言，當河流中溶解氧因污染而下降時，厭氧細菌將有機物礦化產生二氧化碳和甲烷，反硝化細菌則將硝酸鹽轉化為一氧化二氮。 Long Tuan Ho說：「這些過程在我們通過機器學習應用中獲得了驗證，特別是溶解氧、氮化合物濃度和河流流量特徵被確定為河流溫室氣體排放的主要影響因素。」 更清潔的水，空氣就更干淨！ 因此，河流仍然受到人類活動的污染，尤其是城市地區，這最終導致了更多的溫室氣體排放，研究表明，世界50%以上居民生活在距離河流不足3公里的區域，城市化進程將對河流帶來大量污染物，80%以上的城市污水仍然直接排入環境，事實上大多數污染物來自未經處理的廢水、農業徑流和逐漸增多的沖積泥沙，這將繼續導致城市污染水體成為溫室氣體排放的重要熱點。 據預測，河流排放的溫室氣體將逐漸增多，Long Tuan Ho說：「考慮到城市化的加劇，以及農業和水產養殖的集約化，未來河流對氣候變化的影響可能會遠高於當前的預測值。」 然而，人們如果充分意識到河流污染的嚴峻性，並積極採取相關措施進行河流水質治理（包括減少污染），將有助於降低溫室氣體排放速度。 Long Tuan Ho說：「我們研究表明，當污染河流的水質改善到優質狀態時，水域甲烷濃度可能減少10倍，相比之下，二氧化碳和一氧化二氮濃度會減少4倍。」 因此，該研究結果表明，改善水質確實可以產生顯著影響，為此，研究人員進行了許多研究工作，通過減少污染來恢復河流水質，例如：《歐盟綠色協議》、《歐盟水框架指令》和《美國清潔水法》等。 這些治理措施旨在改善河流水質、減少洪水風險、恢復野生動物棲息地，在增加全球生物多樣性方面具有積極影響。 與此同時，Long Tuan Ho建議採取一系列預防措施從而減少污染，降低河流溫室氣體排放量，更好的污水處理措施，以及增加污水處理設施的數量，在河流周圍引入緩沖帶從而減少污染物流入，恢復自然河流形狀和自然水流狀態，以避免泥沙堆積，這都將有助於減少河流排放溫室氣體。 目前，香港中文大學Derrick Yuk Fo Lai教授進行了一項研究，測量了15條城市河流的溫室氣體排放，他建議減少農業領域過度使用化肥，並將污水處理網絡擴展至更多的農村居民，從而可以減少污染。 Derrick Yuk Fo Lai教授與同事正在完善研究報告，計劃將該研究成果分享給相關政府部門和非政府組織，讓他們了解改善河流水質的更多益處。 他說：「雖然過去幾十年里香港河流水質得到顯著改善，基於香港污水處理系統採取的多項措施（例如：立法、建立污水處理網絡），河流水質改善仍有一定空間，特別是新界西北部的河流，我們發現減少河流營養物質污染，不僅能改善動物活動產生的水質狀況，還有助於減少溫室氣體排放，緩解全球氣候趨暖。」 來源：cnBeta

盡管火星探測器都是機器，但我們習慣給它們擬人化，並起了諸如「Percy」、「Oppy」等這些可愛的昵稱。今天，正在火星上進行探測任務的「毅力號」發回了一張自拍照，展示了它的「臉」。「毅力號」上有個桅杆，上面有一套儀器，被認為是漫遊車的「頭」。安裝在桅杆上的攝像頭讓我們看到了火星表面的驚險景象。 這張自拍照是安裝在「毅力號」機械臂上的 Sherloc Watson 相機在本周二拍攝的，這讓人聯想到美國宇航局的「好奇號」探測器在 2018 年拍攝的類似的頭像自拍。地球上的太空迷們也在熱切地期待着第一張官方的全身自拍。我們在2月底已經得到了一張壯觀的全景圖，展示了不少漫遊車的樣子。 來源：cnBeta

4月7日消息，人們過去一度認為，銀河系是宇宙中唯一的星系。但亨麗愛塔•勒維特僅僅通過一條簡單的定律，就徹底改變了這種錯誤認知。在這一過程中，她甚至連一台望遠鏡都沒用到。 一個世紀以前，宇宙似乎比如今要小得多。當時許多天文學家都相信，我們所在的銀河系便是整個宇宙。但在1923年，天文學家埃德溫•哈勃在加州威爾遜山天文台、將望遠鏡對准了遙遠夜空中一個模糊而明亮的螺旋形天體——仙女座星雲時，這種看法從此便被徹底推翻了。 這張勒維特的照片攝於1910年前後 勒維特在研究中不曾用過一台望遠鏡。相反，她只用了一枚放大鏡，而且對準的並不是天空，而是一片鑲嵌在木框中的纖薄的玻璃。玻璃的一面塗有感光劑，白色的表面上可以隱約看出無數黑色的斑斑點點，這便是裸眼觀察到的夜空的反轉片。勒維特就是通過這種方法感知宇宙的。 勒維特是19世紀末到20世紀初之間在哈佛大學天文台工作的眾多「人形計算機」之一。這支團隊全部由女性構成，她們總共發現了數十顆新星、星雲與小行星，以及成千上萬顆「變星」（亮度會發生周期性變化的恆星）。勒維特本人就發現了超過2000顆變星，被稱作「變星狂魔」。而在搜尋恆星的過程中，她還獲得了一項更重要的回報：她找到了太空中距離的測量方法——周光關系。 利用周光關系，天文學家得以對星際尺度上的距離開展測量，哈勃也獲得了觀察宇宙更深處所需的公式。「她的發現徹底改變了我們對宇宙的認知。」芝加哥大學天文學家與天體物理學家溫迪•弗里德曼指出。 勒維特在大四那年對天文學產生興趣後，於1895年成為了哈佛大學天文台的一名「學徒」，那年她27歲。據歷史學家瑪格麗特•羅西特指出，當時有越來越多的女性像勒維特一樣獲得了較高的學歷。然而，她們中的大多數仍然被排除在大學教職與領導層之外。但天文學系非常喜歡接收這些女性，讓她們來支持自己的「重大科學項目」，因為這些項目需要用到大量廉價勞動力。 圖為天文學家愛德華•皮克林與哈佛天文台的計算員們 勒維特當時為哈佛天文台主任愛德華•皮克林所雇。彼時皮克林正在主持開展一項長達數十年的項目：拍攝夜空照片，然後對恆星光譜進行分類。 根據19世紀的性別角色論，女性是從事這種分類工作的理想人物，因為她們既耐心又細心。而男性則被認為更適合擔任領導角色，以及從事觀察和理論分析等需要智力的工作。 像勒維特這樣的崗位一般收入和地位都很低，幾乎沒有晉升空間。在這樣的崗位上，女性可以充分發揮自己的「女性特色」技能，並且無論是從聲望還是薪酬上，都不會對男性同事造成威脅。 皮克林在聘用女性時，心里的確是這麼想的。他在1898年的哈佛天文台年報中寫道：「為使效率最大化，優秀的觀察員永遠不該把時間浪費在可以由薪水低得多的助手完成的工作上。」他付給這些計算員的時薪為25美分，相當於每年1500美元，而當時天文台的男性員工年薪最低也有2500美元。 除了在勒維特次年加入哈佛天文台的安妮•坎農之外，計算員們是不允許使用望遠鏡的，只有男性才能調整這些設備、拍攝恆星照片。拍攝完成後，這些感光玻璃片再被送到天文台東側二層的「計算間」，進行下一步分析和計算。 在這個房間里，女性計算員們日復一日地俯身在這些玻璃片前，對恆星光譜進行分類，測算它們的亮度，然後將計算結果歸納匯總。這項工作繁重無比，又枯燥乏味。 勒維特入職後分到的任務是，僅用感光玻璃片確定北極區域變星的星等（即恆星亮度）。這些恆星的光芒之所以會波動，原因之一是因為它們會發生脈動，即規律性地壓縮和釋放氣體。為判斷某顆恆星是否屬於變星，勒維特需要將同一片星空的兩張玻璃片重疊在一起，其中一張為負片（背景為白色，恆星為黑色），另一張為正片。普通恆星會在重疊後相互抵消，只有亮度會變化的恆星會顯露出來。勒維特當時尚不知情，但在恆星的變化規律及整體星等中，其實隱藏着能夠幫助我們測出其到地球距離的奧秘。 通過恆星與恆星之間、感光片與感光片之間的比較，勒維特會對恆星亮度做出判斷，將其與其它已知恆星的星等進行對比，然後把結果記錄下來，再一次又一次地重復這一過程，勒維特在哈佛天文台的日子就是這樣度過的。 勒維特（右）與安妮•坎農（左）的合影。後者是唯一獲准使用哈佛天文台望遠鏡的女性 一年後，勒維特離開了哈佛天文台、前往歐洲旅行。歸來後，她在家鄉附近的威斯康辛伯洛伊特學院謀到了一份藝術助教的職位。但最終，她還是被恆星召喚回到了天文學領域。 勒維特沒有留下任何日記，信件也以公事為主，很少透露個人細節。不過，她顯然在天文台的工作中投入了大量心力。據一名天文學家描述，她「對工作的着迷程度堪稱罕見」。在離開天文台六年後，她向皮克林表達了自己是多麼熱愛和懷念之前的工作。她在1902年5月13日的一封信中寫道：「假如這些我懷着無比的喜悅、開展到了一定程度的工作最終沒能完成，我簡直無法描述自己有多麼遺憾。」 勒維特十分盼望能重回天文學領域，並詢問皮克林能否讓她回到天文台就職、或在學校擔任一名天文學教師。不過，她從事教職的希望並不大，因為她的聽力正在逐年變差。醫生也不允許她在寒冷的夜間觀察星空，因為醫生認為寒冷會加劇耳聾。皮克林對這種「天文學會影響聽力」的看法感到迷惑，但又沒有位於溫暖地區的天文台願意接收勒維特，因此皮克林給她開了30美分的時薪，讓她重回哈佛天文台。勒維特接受了這份工作，於1903年重新成為了哈佛天文台的全職計算員。 她又重新拾起了自己在變星方面的工作。皮克林對搜尋星雲區域中的變星很感興趣，並於1903年獲得了卡內基研究所提供的一筆資金。但到了1904年，卡內基研究所停止了這筆資助。哈佛天文台的高級計算員威廉敏娜•弗萊明不得不遣散所有計算員，只留下了勒維特一人。勒維特只得獨自接管了這項工作，而她的第一項任務便是獵戶座大星雲。 她翻看了過去十年來針對獵戶座大星雲拍攝的感光片，在其中發現了77顆新變星。接下來，她又將目光轉向了射手座星雲和小麥哲倫雲。1905年夏天，《科學美國人》在一篇報道中介紹道，「勒維特小姐」自1904年2月開始獨立開展星雲研究工作起，已經發現了1300顆新的變星。 整個1908年，勒維特一直小麥哲倫雲與大麥哲倫雲中搜尋變星。（當時天文學家們還不知道二者都是圍繞銀河系轉動的小型矮星系。）她在其中一共發現了1777顆新變星，並計算出了它們的最小與最大亮度。 這片小麥哲倫雲的感光玻璃片上留有勒維特的筆記 就在這時，她發現了一個獨特的規律。在給16顆新變星分類後，她注意到恆星亮度越高，完成一次亮度變化周期的時間就越長。 盡管這一觀測結果對後世造成了深遠影響，但勒維特當時並沒在這上面琢磨太久，也沒去細想它的意義。她把表格上交之後，就因病休假了一年。她在報告中對這一發現的描述也只有寥寥數語：「值得注意的是……越亮的變星周期越長。」 勒維特病癒後，在天文台的工作任務也有所變動。但在這段時間里，她仍對麥哲倫雲中的變星念念不忘。在發表首次報告的三年後，她又重新將目光對准了小麥哲倫雲。 盡管勒維特並不知道感光片上的恆星到地球的確切距離，但她知道，這些恆星都是小麥哲倫雲的一部分，因此都差不多一樣遙遠。她據此做出了一項十分重要的推論：恆星的視星等變化與距離沒有關系，亮度更高的恆星並非因為距地球更近才顯得更加明亮，而是因為它們本來就亮。為驗證這一猜測，她又將另外八顆恆星的完整變化周期繪製成圖表，得出的結論依然與三年前相同：恆星越亮，周期越長。 這一次，她的報告得到了皮克林的注意。幾個月後，他於1912年3月3日發表了勒維特關於亮度與周期之間「驚人聯系」的觀測結果。這種聯系就此變成了一條「定律」，名叫「周光關系」。 膨脹的宇宙 從遺留下來的記錄來看，勒維特並未針對這條定律發表過任何理論。但許多人代她完成了這項工作。天文學家逐漸意識到，有了這條定律，他們就可以測量出遙遠的恆星到地球的距離了。 當時，天文學家的測距能力存在上限。假如所有恆星都完全相同，他們就可以通過觀測到的恆星亮度算出與地球之間的距離。但恆星的實際光度存在差別。對於離地球較近的恆星，他們可以採用「恆星視差法」等技術，通過比較恆星的相對運動來測算距離。但在一定距離之外，這種方法就派不上用場了。 勒維特發現的這些變星（名為「造父變星」）可以通過光變周期推算出它們的真實光度，不受地球上觀測到的亮度影響。因此，假如某個遙遠星系中含有一顆造父變星，天文學家便可以此作為「標準燭光」（即天文學中已知光度的天體），據此計算出該星繫到地球的距離。 這種計算方法名叫「宇宙距離階梯」，需要分幾步進行。首先，天文學家要找到一顆距地球足夠近、可以使用恆星視差法的標準燭光天體，計算出它到地球的距離及亮度。接下來，假如更遠處的標準燭光天體擁有與前者相同的光度變化規律，天文學家便可據此推算出它到地球的距離。 在勒維特發表該定律的十年後，哈勃將望遠鏡對准了仙女座星系。在朦朧的雲霧之中，他看見了一根「蠟燭」，閃爍着明亮的光芒。發現這顆造父變星之後，他利用勒維特定律，成功計算出了仙女座到地球的距離，以此證明了仙女座位於銀河系之外、且距離銀河系相當遙遠。不久之後，他又用同樣的方法測算出了23個星繫到地球的距離，其中有些距地球足有2000萬光年之遙。在勒維特定律的基礎之上，哈勃還於1929年發現，宇宙正在不斷膨脹。 「一百多年來，勒維特定律已經成為了我們測量星系距離的基礎。」弗里德曼表示，「在此之前，我們對夜空的認知一直是二維的。而勒維特定律使這幅二維圖像首次變成了三維圖像。我們從此可以真正測出第三個維度，即恆星到地球的距離有多遠。」 弗里德曼在工作中也高度依賴勒維特的造父變星。在哈勃空間望遠鏡於1990年發射之前，天文學家雖然已經知道宇宙在不斷擴張，但並不知道宇宙的確切大小或年齡。對此，勒維特的研究又一次提供了解決方案。弗里德曼之前帶領的一個項目就利用了哈勃空間望遠鏡和造父變星進行測量，使得精確率大幅度提高。 有了精確測量變星距離的能力，弗里德曼的團隊成功終結了數十年來針對宇宙年齡的討論。「我們發現，宇宙年齡為137億年。」 勒維特還沒來得及了解自己的發現對天文學的重要性，就早早過世了 勒維特定律的優雅之處在於它的簡潔——星等越亮，周期越長。該定律徹底改變了天文學家觀察宇宙的方式。不幸的是，勒維特還沒來得及了解自己發現的重要性，就早早死於胃癌。「她於1921年逝世，而哈勃於1923年發現了仙女座中的造父變星，又在1929年發現了宇宙的擴張。這着實令人難過。」弗里德曼表示，「她從來不知道自己的工作有着多麼重大的意義。」 雖然勒維特在世時沒能見證自己對天文學做出的改變，但後人從未忘記過她。天文學家塞西莉亞•佩恩-加波施金曾於1923年使用過勒維特的辦公桌。她是這樣評價這位素未謀面的女性的：「我認為她是（哈佛）所有女性中最卓越的一位。」 在不斷擴張的宇宙中，勒維特的「標準燭光」的光芒仍在不斷照亮天文學家前進的路途。為表示對她的尊敬，弗里德曼等眾多天文學界人士於2008年發起投票，將此前使用的「周光關系」一詞更名為「勒維特定律」。（葉子） 來源：cnBeta

美國宇航局（NASA）周二公布了「毅力號」漫遊車給「機智號」（Ingenuity）直升機拍攝的一張全新特寫照。Mastcam-Z是「毅力號」上的一對可變焦攝像頭，其在4月5日給「機智號」拍攝了這張特寫照，也就是這次任務的第45個火星日。此次NASA還發布了一張次要的立體圖像，供擁有紅藍3D眼鏡的公眾欣賞。 這張拼接圖並不是白平衡的，而是以自然色彩合成的初步校準版本顯示，大約模擬了肉眼觀看時看到的場景顏色。亞利桑那州立大學的研究人員領導Mastcam-Z儀器的運行，與聖地亞哥的馬林空間科學系統公司合作。 「毅力號」在火星上的任務的一個關鍵目標是天體生物學，包括尋找古代微生物生命的跡象。漫遊車將描述這個星球的地質和過去的氣候，為人類探索紅色星球鋪平道路，並成為第一個收集和緩存火星岩石和土壤（碎石和塵埃）的任務。 隨後的NASA任務將與歐空局（ESA）合作，派遣航天器前往火星收集這些密封的地表樣本，並將其送回地球進行深入分析。 火星2020「毅力號」任務是NASA從月球到火星探索方式的一部分，其中包括前往月球的 "阿爾忒彌斯 "任務，這將有助於為人類探索紅色星球做准備。 噴氣推進實驗室 （JPL）由加州帕薩迪納的加州理工學院為NASA管理，建造並管理「毅力號」探測器的運行。 來源：cnBeta

據外媒報道，當病人接受藥物治療時，很難確定到底有多少藥物進入了血液。現在，一種新的皮下「紋身」可能會有幫助，這要歸功於其變色的金納米顆粒。目前，來自德國美因茨約翰內斯古滕貝格大學的科學家們正在研發這種傳感器，該傳感器被描述為「比一便士大不了多少，厚度只有一毫米不到。」 它是由一種生物相容的多孔水凝膠組成，其內部則是被特定藥物分子受體包裹的金納米顆粒。 這種透明的生物組織狀裝置通過外科手術植入到皮膚下後，血管會通過裝置中孔隙生長進而將血液輸送到納米顆粒上。血液中的任何一種靶向藥物都會跟受體結合，從而使黃金反射出特定顏色的紅外光--根據血液中藥物的濃度，這種顏色的變化是可預測的。 盡管這些納米顆粒無法用肉眼看到，但當使用一種特殊的紅外讀取器的時候就會通過皮膚顯示出來。跟之前開發的一些皮下傳感器不同--只能在幾天內保持穩定，這種傳感器則可以在幾個月內都保持工作狀態。 目前，它已經在無毛的實驗室大鼠身上進行了測試，其可以准確地指示它們血液中不同水平的抗生素。科學家們希望，一旦這項技術得到進一步發展，它將不僅可以用於檢測藥物還可以用於檢測跟不同醫療狀況相關的生物標記物。 來源：cnBeta

近日，據中國科學院昆明動物研究所官網，該所進化基因組學與基因起源研究組在雲南發現了3個螢火蟲新種、4個中國新紀錄種。螢火蟲是最著名的陸生發光生物，廣布於世界各地，分為9個亞科、約100個屬，其中某些屬僅分布在有限的地理區域。扁螢屬就是一類僅分布在亞洲喜馬拉雅山脈周邊國家及東南亞國家的螢火蟲。 它們雌雄二型，雄成蟲有黑色的鞘翅，復眼很大，可持續發較弱的綠色光；雌成蟲無翅為幼蟲狀，全身乳白色，可持續發較強的綠色光；幼蟲身體扁平，全身黑色或有棕黃色條紋，捕食蝸牛蚯蚓等動物。它們喜歡生活在食物充足的荒地和林間。在昆明的一些公園和住宅小區內都能遇到它們的身影，扁螢是一類依然生活在城市及周邊易被大眾所觀察到的螢火蟲。 中國科學院昆明動物研究所副研究員李學燕從2002年開始研究螢火蟲，以雲南扁螢作為代表種，開展了相關研究。發現3個新種，在麗江玉龍發現高山扁螢，在祿勸彝族苗族自治縣轎子山附近發現祿勸扁螢，在紅河哈尼族彝族自治州元陽縣黃茅嶺鄉發現巨胸扁螢。 另外，還在雲南發現了4個中國新紀錄種：怒江傈僳族自治州福貢縣鹿馬登發現了小扁螢、臨滄市鎮康縣忙丙鄉發現了扇窗扁螢、西雙版納勐臘縣勐侖鎮植物園發現了尼泊爾扁螢、高黎貢山赧亢發現了黑澤扁螢。 李學燕說介紹，螢火蟲生活在生態環境比較好的地方，可以作為一個生態指標。有螢火蟲的地方，就說明這個地方的生態環境是相對好的。（總台央視記者 陳鴻燕） 來源：cnBeta

正在火星上執行探測任務的「機智號」（Ingenuity）無人機近日向地面傳回了首張彩色照片。目前它已經到達預定的飛行位置，計劃在本月晚些時候在火星進行歷史性的首飛。這張低分辨率的照片是機智號上的彩色成像儀在上周六拍攝到的，照片顯示的是「毅力號」火車車着陸點 Jezero Crater 的岩石地面，這是一個巨大的撞擊盆地，位於火星赤道以北。 鏡頭中還可以看到美國宇航局漫遊車的兩個輪子，在本周末將其部署到火星表面之前，機智號還將會停靠在毅力號上。雖然這張照片可能不會贏得任何太空攝影獎，但它是另一個令人興奮和充滿希望的跡象，這個雄心勃勃的直升機正在按計劃運作。 棲身在毅力號腹部的首架火星直升機機智號確認着陸在火星「停機坪」，最早4月11日火星首飛。4月4日，美國宇航局噴氣推進實驗室在社交媒體上表示，「火星直升機確認着陸！機智號從毅力號火星車肚皮下脫離，降落10厘米，着陸在火星表面，從而結束了安在毅力號上飛行4.71億公里的旅程」。 至於機智號何時在火星上飛行，美國宇航局噴氣推進實驗室在社交媒體上表示，首次飛行嘗試將不早於4月11日，地球將於4月12日收到數據。毅力號2月18日着陸火星，將對耶澤羅隕石坑開展長達兩年的探測任務。而火星直升機機智號此前一直棲身在毅力號的腹部。 機智號是一架小型太陽能直升機，體重只有1.8千克，造價卻高達8500萬美元。它是第一架被送往另一個星球的無人機，攜帶了兩台相機來記錄飛行，毅力號也會對它進行觀測。 來源：cnBeta

據外媒報道，彗星也有壽命。當它們接近太陽時，它們會變熱並失去物質，有時會產生令人印象深刻的尾巴，正如大家可能記得Neowise在2020年訪問我們時看到的那樣。雖然彗星P/2016 BA14 (Panstarrs)並沒有一個引人注目的名字，但它讓天文學家們瞥見了NASA所稱的「圍繞太陽運行的由冰凍氣體、岩石和塵埃組成的宇宙雪球」的末日。 2016年，天文學家首次發現這顆彗星時，他們以為它是一顆小行星，但後來發現它是一顆處於弱化狀態的彗星。 本周一，位於夏威夷的昴星團望遠鏡在一份聲明中表示：「人們相信，在多次穿越太陽系內部後，這顆彗星已經燒掉了幾乎所有的冰，現在正接近彗星壽命的盡頭。」 現在，來自日本國家天文台(NAOJ)和京都行業大學小山天文台的一組科學家使用昴星團望遠鏡收集了這顆彗星的熱紅外數據。這跟非接觸式溫度計使用的技術一樣。 對這顆奇怪的彗星的觀測顯示，它的彗核直徑為2600英尺（800米），表面覆蓋着層硅酸鹽，也就是我們在地球上知道的滑石粉。「這是首次在彗星中發現水合硅酸鹽礦物如滑石，」昴星團望遠鏡小組說道。 新研究的論文首席作者、NAOJ的Takafumi Ootsubo說道：「這一結果為我們研究彗星的演化提供了寶貴的線索。」 研究人員懷疑，這顆彗星曾經繞太陽軌道運行，而這使得它出現了大幅升溫的情況。這一發現引出了一個關鍵問題：滑石粉是一直存在的還是在彗星被太陽炙烤的過程中形成的？研究人員希望通過更多的觀察可以找到一些答案。 雖然這顆彗星似乎已經到達了它的終點，但得益於羅塞塔任務的焦點--67P/Churyumov-Gerasimenko圖像，人們得以可以看到一顆更完整的彗星，它展示出了一個活躍、布滿灰塵的表面。 來源：cnBeta

彩虹是一種能讓任何人都停下腳步，向天空張望的東西。它們看起來很酷，而且因為它們的存在是短暫的，所以在它們出現的時候盡情欣賞它們是正確的做法。在美國宇航局最近公布的一張照片中，似乎該航天局新近着陸的「毅力號」漫遊車享受到了屬於自己的彩虹，但它真的是彩虹還是完全不同的東西呢？ 這張照片是由漫遊車左後方的避險攝像頭拍攝的，漫遊車有好幾個這樣的攝像頭，這樣它就能知道周圍的情況，並在需要的時候避開障礙物。照片中的景象看起來很像一道略顯單調的彩虹在火星的天空中出現。當然，彩虹顯然需要大量的水漂浮在行星的大氣層中，既然我們知道在火星上這不是事實，就必須有其他解釋。 當NASA公布了這張照片後，沒過多久，Twitter和其他地方就開始出現了關於這個奇怪的彩虹狀帶子的評論。它當然看起來像彩虹，那些不一定知道火星大氣層缺乏什麼的人（或者不了解彩虹是如何形成的）可能會認為那正是彩虹。然而，還有其他一些解釋。 當來自太陽的光以恰到好處的角度捕捉到大氣層中的水滴時，彩虹就形成了，將白光分割成各種色調，這些色調又被引向地面。你必須在正確的地方才能看到彩虹，這個火星光帶很可能也是如此，但它究竟是由什麼組成的呢？現在有兩種理論。一種是，光線實際上是由大氣層中的微小塵埃顆粒反射出來的。火星上漂浮的水不多，但塵埃卻不少。如果塵埃以正確的方式捕捉到了光，就有可能產生我們在這里看到的光帶。 另一種可能是反射來自於水，但不是液態的。火星非常寒冷，大氣中的任何水都會以冰粒的形式存在。科學家們已經提出了這是對這類目擊事件的一種解釋，這已經不是第一次在火星上被發現了，但僅憑少量的目擊事件和相對低分辨率的照片，要確認任何一個都是非常困難的。 在未來，當人類乘員前往紅色星球時，我們可能最終會得到一個具體的解釋，但在那之前，我們只能猜測。 來源：cnBeta

首例人體氣管移植手術已經成功完成，有可能為解決每年導致數千人死亡的醫療條件鋪平道路。手術由紐約市西奈山醫院的外科醫生進行，歷時18小時，為一名患者植入了一根新的氣管，在此之前，這名患者一直通過氣管造口進行呼吸。 多年來，醫學和科學界的共識是，氣管移植無法進行，因為器官的復雜性使得血管重建成為不可能，之前每一次進行人體移植的嘗試都以失敗告終。西奈山的Eric M. Genden博士解釋說。他和他的團隊努力研究如何在手術過程中為氣管提供足夠的血流。 手術本身耗時18小時，於2021年1月13日進行。醫院說，它涉及一個由50多名專家組成的團隊，包括外科醫生、護士、麻醉師和居民。他們一起從氣管捐獻者身上取出氣管和相關血管，然後在56歲的患者體內重建氣管。 正如你所想的那樣，這不是一個簡單的過程。它需要將肺部的血管和氣管有效地重新連接到喉部，在這個過程中，攻克一部分食道和甲狀腺，幫助氣管提供血液供應。 醫院表示，受術者是一名來自紐約市的56歲女性社工，她在哮喘發作後多次插管，氣管受損嚴重。多次試圖重建氣管的手術反而讓她的氣管受損更嚴重。最後，實施了氣管造口術實際上是在她的脖子上開了一個洞，這樣她就可以呼吸了。 同樣，這也不是一個理想的修復方法。因為她的氣道疾病的進展和她的氣管崩潰的可能性，她處於窒息和死亡的高風險。現在手術後，沒有出現並發症或器官排斥的跡象，但是抗排斥治療正在進行。 鑒於目前的健康危機，這一突破性的手術更加及時。在COVID-19的嚴重病例中，氣管損傷可能是使用呼吸機上的副作用，此外還有其他原因，如氣道疾病、燒傷和腫瘤。希望該手術的成功能讓西奈山建立一個完整的氣管移植項目，關注其他氣管損傷嚴重的患者。 來源：cnBeta

來自麻省理工學院和印度理工學院馬德拉斯分校的科學家們在一個微小的3D打印系統中種植了少量的可自我組織的腦組織，即所謂的有機體，可以在它們生長發育的同時進行觀察。這項工作由AIP出版公司在《生物微流體學》上進行了報道。 目前對生長中的器官體進行實時觀察的技術涉及使用商業培養皿，在玻璃底板上有許多孔，置於顯微鏡下。這些板子價格昂貴，而且只與特定的顯微鏡兼容。他們不允許流動或補充營養介質的生長組織。 最近的進展使用了一種被稱為微流體的技術，其中營養介質通過連接到微小平台或芯片的小管子輸送。然而，這些微流控設備價格昂貴，製造難度大。目前的進展是利用3D打印技術創建一個可重復使用且易於調整的平台，其製造成本僅約5美元。該設計包括用於生長有機體的成像井和微流體通道，以提供支持組織生長的營養介質和預熱。 牙科手術中使用的一種生物相容性樹脂被用於3D打印裝置。將打印的芯片暴露在紫外線下進行固化，然後在將活細胞放入井中之前進行滅菌。在用玻璃玻片封住井的頂部後，通過小的進液口加入研究中使用的營養介質和藥物。這種設計成本明顯低於傳統的培養皿或基於旋轉生物反應器的有機體培養產品，此外，該芯片可以用蒸餾水清洗，乾燥和高壓滅菌，因此，可以重復使用。" 研究人員用源自人體細胞的有機體測試了他們的裝置。他們用顯微鏡觀察了成長中的大腦器官體，並能成功地跟蹤它們的生長和發育7天。小小的一點腦組織發育出了一個空腔或腦室，周圍是一個自組織結構，類似於一個正在發育的新皮質。在這一周的時間里，在3D打印裝置中，器官體核心的細胞死亡的比例比在常規培養條件下要小。研究人員認為，他們的細胞設計保護了正在成長的微小大腦。 這種微流控裝置提供的一個優勢是，它允許培養室的持續灌注，這比常規培養更接近於生理組織灌注，從而減少了類器官核心細胞死亡。研究者希望通過擴大可用井的數量來增加其裝置的容量，其他改進將允許將更多的儀器集成到設計中。 來源：cnBeta

由賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院的科學家領導的一個團隊已經確定了9種潛在的新的COVID-19治療方法，包括3種已經被食品和藥物管理局（FDA）批准用於治療其他疾病的藥物。 該團隊的研究結果發表在《細胞報告》上，該團隊篩選了數千種現有藥物和類藥分子，以確定它們是否能夠抑制COVID-19致冠狀病毒SARS-CoV-2的復制。與之前的許多研究不同，這些篩選測試了這些分子在多種細胞類型中的抗冠狀病毒活性，包括與COVID-19中主要受影響的細胞相似的人類氣道內襯細胞。 在發現的9種減少SARS-CoV-2在呼吸道細胞中復制的藥物中，有3種已經獲得FDA批准：移植排斥藥環孢素、抗癌藥達克米替尼和抗生素沙林黴素。這些可以在人類志願者和COVID-19患者中快速測試。實驗還揭示了冠狀病毒用於感染不同細胞的關鍵過程，並發現在對呼吸道細胞的細胞培養試驗中，獲得FDA緊急使用授權用於治療COVID-19的抗病毒藥物瑞德西韋似乎確實對病毒有效，而羥氯喹則沒有。 雖然SARS-CoV-2冠狀病毒的疫苗和治療方法的開發取得了很大的進展，但仍有很大的改進空間。在美國，唯一獲得FDA緊急使用授權的抗病毒COVID-19治療方法瑞德西韋和幾種抗SARS-CoV-2抗體制劑，價格昂貴，而且遠沒有達到100%的效果。 在他們的篩選項目中，Cherry及其同事收集了一個由3059種化合物組成的庫，包括大約1000種FDA批準的藥物和2000多種已經顯示出針對定義的生物靶點活性的藥物類分子。然後，他們測試了所有這些藥物是否能夠顯著抑制SARS-CoV-2在感染細胞中的復制，而不會造成太大的毒性。 起初，他們使用可以在實驗室中輕松生長並感染SARS-CoV-2的細胞類型進行抗病毒篩選，即非洲綠猴腎細胞和來自人類肝細胞的細胞系。通過這些篩選，他們發現並驗證了幾種在猴腎細胞中有效的化合物，以及23種在人類肝細胞中有效的化合物。作為瘧疾藥物的羥氯喹和瑞德西韋在兩種細胞類型中都有效。 由於SARS-CoV-2主要是一種呼吸道病毒，並且被認為是通過氣道內襯細胞發起感染，研究人員尋找一種可以通過實驗感染病毒的呼吸道細胞類型。他們最終確定了一種合適的細胞系CALU-3，它來源於人類氣道襯里細胞。他們用這些呼吸道衍生細胞來測試通過人類肝臟細胞篩選確定的抗病毒化合物，發現只有9種在新細胞中具有活性。這9種沒有包括羥氯喹。瑞德西韋在CALU-3細胞中起作用，但沒有被列入名單，因為它已經被用於對抗COVID-19。 通過確定在不同細胞類型中起作用的不同藥物組，研究人員還闡明了SARS-CoV-2用於進入細胞的機制。研究結果表明，在腎髒和肝臟細胞中，病毒使用的機制可以被羥氯喹等破壞；然而病毒在呼吸道細胞中似乎使用了不同的機制，從而解釋了羥氯喹在這些細胞中以及在COVID-19臨床試驗中不成功的原因。 來源：cnBeta

來自加州大學洛杉磯分校的研究人員使用3D打印機創建了一個人工神經網絡，能夠分析大量數據並以光速識別物體。該系統被稱為衍射式深度神經網絡（D2NN）。它利用物體散射的光來識別物體。加州大學洛杉磯分校的研究人員基於基於深度學習的設計，使用無源衍射層一起工作。 研究人員首先創建了一個計算機模擬設計，然後使用3D打印機創建了薄薄的8厘米見方的聚合物晶圓。這些晶圓中的每一個都有不平整的表面，以幫助衍射來自物體的光線。 3D打印的晶圓使用太赫茲頻率進行穿透。每一層都由數萬個像素組成，光可以穿過這些像素。該設計為每一種類型的物體分配了一個像素，來自物體的光會向分配給它的像素衍射。該技術使D2NN能夠在計算機看到物體所需的相同時間內識別物體。 該網絡被訓練成學習每個物體產生的衍射光，當該物體的光通過設備時，使用稱為深度學習的AI分支。深度學習通過重復和隨着時間的推移，隨着模式的出現持續教導機器。在實驗過程中，該設備能夠准確識別手寫的數字和衣服的類目。 該設備還被訓練成一個成像鏡頭，類似於典型的相機鏡頭的工作方式。由於該設備是使用3D打印機創建的，D2NN可以用更大的和額外的層來製作，從而形成一個擁有數億個人工神經元的設備。更大的設備可以同時發現更多的物體，有可能進行更復雜的數據分析。 D2NN的另一個關鍵優勢是成本，研究人員表示，該設備的復製成本可以低於50美元。 來源：cnBeta

Graphene Flagship的研究人員已經開發出一種新的測量標準，用於分析石墨烯和分層材料中的結構，這可以加快生產和優化設備製造。X射線掃描通過讓我們無需手術就能看到人體內部，從而徹底改變了醫學治療。 同樣，太赫茲光譜儀可以穿透石墨烯薄膜，使科學家能夠在不破壞或污染材料的情況下，對其電氣質量進行詳細的描繪。石墨烯旗艦將學術界和工業界的研究人員聚集在一起，開發並成熟了這一分析技術，現在一種用於石墨烯表徵的新型測量工具已經准備就緒。 這一努力得益於石墨烯旗艦項目歐洲聯盟營造的合作環境，來自石墨烯旗艦項目合作夥伴丹麥DTU、意大利IIT、芬蘭阿爾托大學、英國AIXTRON、比利時imec、西班牙Graphenea、波蘭華沙大學和法國Thales R&T的科學家，以及中國、韓國和美國的合作者都參與其中。 石墨烯經常被 "夾 "在許多不同的層和材料之間，以用於電子和光子器件。這使得質量評估的過程變得復雜。而太赫茲光譜學使事情變得簡單。它可以對封裝材料進行成像，並揭示下面石墨烯的質量，暴露製造過程中關鍵點的缺陷。這是一種快速、非破壞性的技術，可以探測石墨烯和層狀材料的電特性，而無需直接接觸。 像太赫茲光譜這樣的表徵技術的發展是加速大規模生產的基礎，因為它們保證了石墨烯功能器件的製造是一致的、可預測的、沒有缺陷的。質量控制先於信任。得益於Graphene Flagship開創的其它技術進展，如石墨烯和分層材料的卷對卷生產讓製造技術已經准備好邁向下一步。太赫茲光譜技術使我們能夠在不忽視質量的前提下加快石墨烯的生產速度。得益於太赫茲光譜技術，製造者可以在不接觸石墨烯樣品的情況下，輕松繪制出甚至是米級的石墨烯樣品，這在其他一些最先進的技術中是不可能的。此外，石墨烯旗艦目前正在研究如何將太赫茲光譜直接應用到卷對卷石墨烯生產線中，並加快成像速度。 來源：cnBeta