2013年7月26日星期五

《自然》杂志:2050年地球上将有100万个物种灭绝

◎李明

【新生1月15日讯】据1月8日出版的《自然》杂志报导,由多国科学家组成的研究小组对地球上六个地区的研究表明,全球变暖将导致世界上四分之一的陆地动植物在未来50年内灭绝,也就是说,在半个世纪后100多万个物种将从地球上消失。

科学家们以联合国估计的到2050年,全球气温可能比现在升高0.5至3摄氏度的标准为依据,利用电脑模型计算气温升高对每一物种的影响,对欧洲、南非、澳大利亚、巴西、墨西哥和哥斯达黎加六个地区的 1103个动植物物种进行了研究,其中包括植物、哺乳动物、鸟类、爬行动物和昆虫等。这是迄今为止对此问题所进行的最大规模跨国合作研究。

全球气温升高迫使大部分陆地物种向两极和高山地区迁徙,但许多动植物无法实现这点。据保守估计,这六个地区的物种到2050年将消失15%至37%,即平均有26%的物种将因为气温升高,无法寻找到适宜的栖息地而灭绝。象哥斯达黎加的小丑箭毒蛙、墨西哥的囊鼠和欧洲的灰喜鹊等珍稀物种很可能将从地球上消失,大部分物种的栖息地也将越来越少。

在澳大利亚接受研究的24种蝴蝶中,有一半将在未来的岁月中永远消失。而在南非主要生物保护区内,受保护的60%的生物物种有灭绝的危险。在占巴西总面积五分之一的巴西中西部热带草原地区,163种树木中将有70%以上的树种灭绝。其中很多植物是该地区特有的稀有品种。科学家们预计,在该地1700到2100个植物物种中,39%到48%的物种将在未来50年内消失。

欧洲是自然环境受全球气候变化影响最小的地区。该地区的动植物生存几率要大于世界其大地区的动植物。但即便如此,在气候变暖的影响下,欧洲地区四分之一的鸟类和11%到17%的植物也将在未来逐渐灭绝。生活在英国苏格兰地区的特有鸟类红交嘴雀,由于气候和环境的变迁,在未来将很难存活下去。特别是当气候变暖时,其它天敌鸟类的迁入将更加危及到这种稀有鸟类的生存。

在墨西哥的研究表明,平原和干旱地区的动植物受气候变暖影响最大。一旦气候有一丝的变化,这些动植物就需要迁移至很远的地区才能找到适宜生存的新环境。在该地区接受研究的1870种动植物种,三分之一将在未来出现生存危机。在许多庭院花卉的家乡—南非,研究的300种植物中的三分之一将要灭绝,包括该国著名的山龙眼类花卉。

负责此项研究的英国利兹大学的克莱斯•托马斯教授表示:"当科学家进行科学研究时,他们都希望能最终得出一个明确的结论。但是,我真的希望我们没有得出我们已经得出的这一结论。事实远比我们想象的要严重得多,我们得出的结论很可能低估计了生物物种面临的残酷生存环境。"

(正见网)

发稿:2004年1月15日

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科学家发现神秘微观粒子

◎周正

【新生1月18日讯】据《科学每日电讯》2004年1月12日报道,由澳大利亚墨尔本大学(University of Melbourne)及其它13个国家约300名物理学家所组成的一个合作组(Belle collaboration)最近发现了一种难以解释的微观粒子,用现有描述物质构成的理论都无法解释。这项新发现将发表在国际权威的物理学刊物Physical Review Letters上。

墨尔本大学的物理学家Craig Everton说,"这意味着一些现有认识物质的标准和理论需要更新。"

科学家介绍说,这种新发现的粒子可能是一种介子(meson)。介子本身就是一种不易搞明白的物质。它是由现在已经认识到的基本粒子夸克构成。这种神秘的介子重量约和氦原子一样。然而它的存在时间却非常短,在大约10^(-21)秒之后,它就会转变为其它人们较熟知的粒子。研究人员是在利用日本的电子对撞机(electron collider)发现这种新型介子的,把它命名为X(3872)。

现代科学的发展已经把微观粒子和天文联系在一起。科学家们希望能通过研究介子等基本粒子来探索微观世界,甚至解释"暗物质"和"暗能量"。科学家们发现,我们目前所能观察到的恒星、行星或热气体无法维持宇宙星系的正常运行。根据理论计算,目前我们所能观察到的只占宇宙总质量的4%。另外96%的物质和能量既摸不著也看不到,目前任何仪器都探测不到,科学家就把它们叫做"暗物质"和"暗能量"。美国物理学家保罗· 斯坦哈特(Paul Steinhardt)在2003年6月20日《科学》杂志中这样写道:"没有暗物质,就没有我们人类的存在。"

近代科学发现分子、原子、电子、质子、中子等,都不需要十分精密的仪器。然而对基本粒子的进一步研究却是一件很困难的事情。一方面是粒子本身存在时间极短,瞬间即逝;另一方面则是技术要求的难度越来越大。发现X(3872)介子的电子对撞机十分庞大,仪器本身约有一公里长。这种新型粒子的发现最近已在美国费米加速器实验室被重复,所用的是世界上最大的电子对撞机。

介子是由夸克构成的,那么夸克又是由什么粒子构成的呢?构成夸克的粒子又是什么构成的呢?研究介子和夸克尚且有如此大的难度;对更微观粒子的探索更不用说了。尽管这些粒子遍及全宇宙处都是,然而了解它们对人类来说几乎是登天之难。

Craig Everton解释说,这种新发现的粒子存在时间对人类来讲是无法思议的短暂,但对这样大小的粒子来说,却是十分漫长的。

也许不同层次的基本粒子自有其存在的时空。"暗物质"、"暗能量"和基本粒子的研究无疑给人们一个启示:要想了解更微观的世界,就需要人们思维方式的转变。人类对于这个世界认识的突破,也许会来源于对人类自身以及人类与自然相互关系的重新认识。

参考资料:
http://www.sciencedaily.com/releases/2004/01/040112072200.htm
http://dajiyuan.com/gb/3/10/4/n387923.htm

(正见网)

发稿:2004年1月18日

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火星上已发现有生命构成要素

【新生1月24日讯】(法新社巴黎二十三日电) 欧洲「火星特快车」号太空船所搜集到的资料显示,火星上有丰沛的水源,尽管吾人目前仅知,这些水已冻结成冰而非液态,同时还位处极地而非纬度比较温暖的地区,但科学家仍将为此感到兴奋。

水乃构成生命的「神奇三大要素」之一,或更精确定说,是构成我们所了解生命的要素之一。

火星是除地球以外的太阳系其他行星中,唯一很有可能同时具备这三大要素者。因此一旦能在火星上发现如同细菌一般渺小的生物,即使已成化石,也能意味著,人类并不孤单,因为拥有数十亿个行星的宇宙必然充满著生命。

上述三大要素的另二要素分别是能源和少数能作为生命启动装置的化学元素。

到目前为止,由火星特快车号和先前美国太空总署其他轨道太空船所提供的唯一确实证据在于,火星极地表面有许多冰块。

但这强化了一种希望,即在较低纬度地区的地表下,可能会发现更多的水份,而这又可能足以解答火星海洋变动之谜。在数十亿年前,火星表面显然遍布海洋,但其后消失无踪。

至于能源,则火星颇能得阳光之便,而阳光则是促成光合作用进而间接促成地球生物出现的根源。

在构成生命的化学要素中,碳、氢、氧和氮都是重要元素,因其能以数千种不同方式结合,以形成各种化合物。

发稿:2004年1月24日    更新:2004年1月24日

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天文学家在玫瑰状星云发现年幼新星

◎李明

【新生2月7日讯】星系中最忙碌、神妙莫测的区域就是正在形成恒星的星云。在星云的中心,包裹在一层层五颜六色的气体和尘埃后面的恒星加工厂产生新一代炽热的年幼恒星。由于受新生烟云的遮挡,目前要通过光学望远镜观测这里神秘的新星诞生不是件容易的事情。

天文学家最近运用光学望远镜,在银河系麒麟座的玫瑰状星云(Rosette Nebula)的剧烈区惊奇地发现了一颗刚褪襁褓的年幼新星,似乎还带着小孩脾气,正喷射出混杂着缠结和弓形冲击波的奇怪物质喷射流(Rosette HH1),这在以前从来没有观测到过。

参考资料

http://www.astronomy.com/Content/Dynamic/Articles/000/000/001/657sqkqd.asp

(正见网)

发稿:2004年2月7日    更新:2004年2月7日

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巴西亚马逊地区发现恐龙化石

◎谷轼

【新生1月23日讯】据BBC 1月15日报导,巴西里约热内卢联邦大学(UFRJ)的研究人员在巴西北部亚马逊发现了一种一亿年前的新种类恐龙化石。此化石首次被作为恐龙曾经在这个地区生活过的证据。以前此地区曾发现过一恐龙牙齿,但没被认为是恐龙在此地区生活过的证据。

这种恐龙属于长脖子、长尾巴蜥脚类动物(sauropods)一族,被命名为Amazonsaurus Maranhensis。该化石是最小的蜥脚类动物–大约10米长(30英尺),约重10 吨,是在巴西发现的最古老蜥脚类动物。在同一化石上还有乌龟、鳄鱼、蜗牛和鱼。

参与这一发现的一科学家表示,巴西发现的化石与非洲西北发现的化石相似,这一发现表明南美和非洲曾属于同一大陆板块。

参考资料:
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3400265.stm

(正见网)

发稿:2004年1月23日

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银河系探测到千倍于光速膨胀的X射线散射环

◎李明

【新生2月1日讯】欧洲航天局(ESA)XMM-牛顿X射线观测台在银河系对应于2003年12月初发生的强力伽马射线爆发区周围拍到了一系列膨胀速度比光速快一千倍的光环。这是第一次在X射线波段观测到这种被称作" 回波"的奇异现象。

2003年12月3日欧洲航天局Integral观测台在遥远星系探测到了一个持续了30秒钟的伽马射线大爆发。在几分钟之内,借助于发达的预警网络,全世界的许多天文台都把它们的仪器对向了太空中名为RGB 031203的神秘发射源。XMM-牛顿也加入到观测的行列。

RGB 031203发射的X射线的余辉在XMM-牛顿所拍摄的照片中清晰可见。但更令人震撼的是在余辉中心的两个正在以千倍于光速的速度膨胀的光环。国际研究小组负责人、英国类斯特大学Simon Vaughan博士解释说这些光环就是天文学家所称的"回波",是遥远的伽马射线爆发后照射在我们银河系的尘埃层而形成的。

天文学家伽马射线爆发被认为是宇宙中最强大的爆炸事件,但是对其起源之谜天文学家仍存困惑。当一颗巨大恒星耗尽所有燃料后发生超新星爆炸,如果它失去其外壳,并且坍塌成为一个黑洞的时候,可能会发生伽马射线爆发。天文学家曾在极少量正在爆炸之中的星体周围(大多数是在超新星爆炸时),观测到一些缓慢移动的可见光环,但是从没有观测到过象GRB 031203周围这样高速膨胀的X射线散射环。

资料来源:
http://www.esa.int/export/esaCP/SEMQRJ474OD_index_0.html

(正见网)

发稿:2004年2月1日    更新:2004年2月1日

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熟悉的黑眼星系展现出不同寻常的现象

◎李明

【新生2月10日讯】M64(亦称NGC 4826)星系位于后发座,为英国天文学家Edward Pigott在1779年所发现,属天空中最亮的星系之一,故其螺旋结构很容易观测到。如果中等口径的望远镜观测,可以在其核心看到象眼睛那样的黑暗带,故通常被称为黑眼星系。M64是业余天文学爱好者们特别喜好的天文目标,它也是离我们最近的星系之一。

最近通过哈勃天文望远镜观测发现,M64星系中数十亿的星体及气体和尘埃均以顺时针方向旋转,然而,星系外廓区域的气体却在以相反的方向旋转。目前常规星系形成理论还不能解释这种现象。尽管天文学家试图提出其它的解释,如星系碰撞及合并等,但黑眼星系不同寻常的外表及奇特的内部运动之谜仍有待探索。

参考资料

http://www.astronomy.com/Content/Dynamic/Articles/000/000/001/660biayo.asp

(正见网)

发稿:2004年2月10日    更新:2004年2月10日

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太阳系外行星大气中发现氧和碳(图文)

◎李明

【新生2月9日讯】天文学家在太阳系外行星HD 209458b的大气中发现了氧和碳,并且它们还剧烈地向太空蒸发。这项被天文学家认为是具有里程碑意义的新发现,可能引出一种全新的行星类型。


HD 209458b 示意图。恒星加热行星,这里看到的是氢气挣脱行星束缚逸向太空。

1999年,HD 209458b在其恒星前面经过时作为第一个太阳系外行星被发现,它也是第一个被发现拥有大气的行星。2003年,天文学家在其大气中发现了氢,并有蒸发的迹象。最新的发现表明,氧和碳把该行星包裹在一个形如橄榄球的拉长气体云中。天文学家认为,由于受其恒星强热的影响,这些重元素开始挣脱行星的束缚、蒸发离开行星。

HD 209458b位于神马星座,体积比木星稍大但质量略轻,围绕其恒星运转的周期是3.5天,轨道的大小只有水星运行轨道的八分之一,在太阳系外行星中属于"热木星"族。虽然太阳系中木星与土星的大气中也有氧和碳,但是它们是以诸如甲烷或水等化合物的形态掩藏在这些行星大气的深层。然而,HD 208458b不同的是,氧和碳是以单质的形态存在于大气的上层。

天文学家推测气体蒸发离开行星的速度大约是每小时35,000公里。这种独特而又极度的气体蒸发形式导致科学家提出一类新的行星:地府行星。

参考资料

http://www.astronomy.com/Content/Dynamic/Articles/000/000/001/658twrxx.asp

(正见网)

发稿:2004年2月9日    更新:2004年2月9日

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艾滋病毒HIV给人类带来的威胁

◎周正

【新生2月15日讯】《科学家》杂志在2004年2月2日刊登了一篇文章题为"致命的'捉迷藏'游戏"。文章中说,艾滋病毒HIV依然让科学家们感到神秘莫测。据统计,截止到2003年11月,全球已有四千万人感染上艾滋病毒。仅在2003年一年,就有三百万人因艾滋丧生。这种情况还在继续。

文章中说,当艾滋病毒激活时,现有的药物能够杀死它,却不能根治——因为艾滋病毒会躲藏。也就是说,艾滋病毒会逃到邻近的细胞中等待着,可能要等上几年或十几年而再次发作。现在的科学家想办法引出艾滋病毒,然后激活进而消灭它;然而有一些病毒却根本无动于衷。科学家们拿它们也没办法,因为药物根本无法检测潜伏的病毒。更令人头疼的是,艾滋病毒不仅感染细胞,而且会整合到细胞的染色体中,成为DNA的一部分。

美国国家癌症研究中心(National Cancer Institute)的Dean Hamer介绍说,"我看艾滋病毒是能藏到哪儿就藏哪儿。真是很狡猾。"Hamer介绍说,艾滋病毒甚至能感染脂肪细胞。美国国家过敏和传染病研究中心 (National Institute of Allergy and Infectious Diseases)的主任Anthony Fauci 介绍说,"这些年来的试验说明了一个问题。那就是,我们可以通过治疗手段来抑制病毒繁殖,并长达好几年。却总是不能根除。当药停之后,几乎是百分之百的又复发了。"

正因如此,所以现在对艾滋病毒患者是终身治疗。即使如此,也难免失败。而且会带来多种副作用,比如糖尿病等代谢失调。而当病人因副作用或疏忽等原因偶尔不服药时,药效则会大大降低。除此之外,艾滋病毒可能会逐渐地产生抗药性。据美国加州大学就377名病人的数据分析显示,仅在1995年到1998年,抗药的艾滋病毒种类就增加了三倍。

科学家们也正在尝试着其它的办法,包括人自身的免疫力来对付艾滋病毒,比如使用一种叫做APOBEC3G的酶。这种酶能够改变病毒DNA,研究人员希望借此能使病毒失去活性。但事实上APOBEC3G并不能杀死HIV病毒。更为糟糕的是,一些经过APOBEC3G酶加工后的病毒竟然由于DNA改变而活性比普通病毒更强。真是事与愿为。

《科学家》杂志的文章中说,艾滋病毒一次又一次地摆脱了科学家们为其设计的"圈套"。美国麻省大学医学院的Mario Stevenson表示,我们所能认识到的还是很肤浅的。

面对这一棘手问题,出路又在何方呢?

很多科学家和社会学家已经认识到,艾滋病是一种传染病,更是一个社会问题。据报道,由吸毒而导致的血液传播是北京市艾滋病传播的主要原因。艾滋病在世界的传播迄今未能得到遏制,重要的并不在于生物原因,而与社会风气与人们整体素质、道德水准息息相关。

参考资料

Playing Hide And Seek The Deadly Way: http://www.the-scientist.com/yr2004/feb/feature_040202.html
http://www.dajiyuan.com/gb/3/12/9/n426589.htm

(正见网)

发稿:2004年2月15日

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天文学家称发现最遥远的新星系

◎李明

【新生2月17日讯】一国际天文学研究小组通过对Abell 2218星系团附近长时间的观测,发现了一个非常暗淡的新星系。天文学家认为这是迄今发现的最遥远的星系,它正在极度活跃地形成新星体。

天文学家联合运用哈伯望远镜和位于夏威夷的科克望远镜,并借助Abell2218星系团本身的自然放大现象,探测到一对醒目的类似图像,在排列和颜色上都表明这是一个非常遥远的天体目标。上图是哈勃ACS相机拍摄的Abell 2218星系团图像,新星系在图中被分离为注有椭圆和圆圈的两个图像。

新发现的星系有两点让天文学家困惑,其一是它明显缺乏典型的氢发射明亮线,其二是它强烈的紫外光比在我们附近的星体形成星系中看到的要强得多。天文学家认为,由于新发现的这个极度暗淡星系非常遥远,其可见光已伸展为红外波段,这使得对其观测特别困难,测定其距离对科学家也是个极大的挑战。

参考资料

http://www.sciencedaily.com/releases/2004/02/040216084432.htm

(正见网)

发稿:2004年2月17日    更新:2004年2月17日

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枯萎的超新星又放射出壮观的新光焰

◎李明

【新生2月20日讯】1987年2月23日,天文学家发现了近400年来的最明亮的恒星爆炸。那次命名为SN 1987A的巨大超新星爆炸光焰相当于太阳的1亿倍,持续了几个月。目前虽然该超新星已经比17年前暗淡了1百万倍,但它周围正放射出新的光焰,而且这还只是刚刚开始。

SN 1987A位于我们银河系邻近的大麦哲伦星云。上图是哈勃望远镜ACS相机在2003年11月28日拍摄的SN 1987A图像。图中显示出沿气体环有很多亮点,如同项链上的珍珠。亮点所沿的气体环在恒星爆炸之前就已经存在。气体环中心位置拉长的物体为超新星爆发的残骸。

天文学家在气体环上探测到第一个亮点是在1996年,但现在却发现在圆环上亮点已经增加到了几十个。更多的亮点正在产生之中。这些亮点的温度在几千华氏度到1百万华氏度间起伏。

参考资料:
http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/2004/09/

(正见网)

发稿:2004年2月20日    更新:2004年2月20日

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2013年7月24日星期三

研究表明:银河系超大质量黑洞极高速旋转中

【新生11月2日讯】(法新社巴黎三十日电) 英国「自然」科学周刊最新发表的一项研究指出,潜藏在我们银河系中心的一个「超大质量」的黑洞正以极高速旋转中。

这项研究显示,此一巨大黑洞|通称「人马星座A?」(Sgr A?),位于银河系的中心,距地球约两万六千光年,其质量据估计为太阳的三百六十万倍。

德国麦克斯普兰喀宇宙物理学的德国天体物理学家甘瑟尔,今年五月观测到从此一黑洞口发出的一道强有力紫外线闪光,持续三十分钟。

在六月的又一次观测中,甘瑟尔的研究小组发现另一道闪光,持续了八十五分钟,并在十四和十七分钟时达到高峰。次日,在邻近地点,再观测到一道完全相同的闪光。

甘瑟尔的理论是,这种闪光的规律发生,显示在黑洞口附近被截获的气体团出现辐射波动。

银河系中心「人马星座A?」黑洞存在的间接证据在两千年首次浮现,当时,天文学家观测到若干星球绕著人马星座的一个轨道快速运转。

黑洞是宇宙中最令人惊惧,且谜样的力量。咸信它们是巨大星球解体所引起。这些星球燃料耗尽后解体,所产生的强大重力,任何东西,甚至光,都被吞噬,无一幸免 。

发稿:2003年11月2日    更新:2003年11月2日

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钱德勒X射线仪发现平静星系背后的不平静

◎李明


图:X射线数据和光学数据合成像。在光学望远镜下,NGC 1637星系是一个巨大的螺旋臂,被大约5百亿颗亿万年来一直在缓慢演化的星体的发光所照亮。

【新生1月5日讯】运用钱德勒X射线仪对螺旋星系NGC 1637进行的一系列观察,发现在其光学望远镜宁静的图像背后,有着剧烈而不平静的特征。

X射线观测结果与光学望远镜结果形成明显的对比。在光学望远镜下,NGC 1637星系是一个巨大的螺旋臂,被大约5百亿颗亿万年来一直在缓慢演化的星体的发光所照亮。

这种宁静的场面每百年被一颗超新星打破一次,此超新星的出现是一颗星体消亡发出的信号,在很多情况下,会形成一颗中子星和一个黑洞。1999年所探测到的这样一颗超新星导致了随后钱德勒X射线仪的一系列新的观测结果。

在第4天和第49天,在图像中心的发光点下方5点钟的位置,超新星以微弱光源的形式出现。在几个月中超新星渐弱,但是配合哈勃太空望远镜和VLA无线电望远镜的观察,得到了对该星系的一组有价值的长期无线电、光学和X射线观测数据。

特别值得指出的是,在各图9点钟的位置,有一个极亮(白色)的X射线源。此X射线源位于星系一螺旋臂外测的一个大的恒星群中。天文学家认为可能是当一颗大质量的恒星耗尽其燃料后,爆炸产生了一颗超新星,形成了一个相对较新的黑洞。现在此黑洞正从一颗伴星处吸进气体。

资料来源

http://www.spaceflightnow.com/news/n0310/29chandra/

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发稿:2003年11月5日    更新:2003年11月5日

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太阳又一次发生强烈爆发--致使监测卫星X射线探测器饱和

◎李明

【新生11月7日讯】11月4日美国东部时间下午2点29分,太阳再一次发生强烈的爆发。这次的猛烈爆发导致美国国家大气海洋管理局(NOAA)监测太阳的GOES卫星X射线探测器饱和。

该太阳暴发生在太阳的区域486,该区域正要转离地球,因而它只予以地球粗略的一击。在即将到来的感恩节那一星期,太阳的此区域将会正面面对地球。

NOAA 的Bill Murtagh 称无线电中断现象正在发生中。"这是属于一个R-5的极端事件。它们不会比这更大。"根据NOAA空间气象从1到5的级别,R-5事件处于级别的最高级。

NOAA的科学家对过去两周中太阳活动的次数感到吃惊。根据太阳的周期,太阳高峰过去已快4年,目前这种强度的爆发很罕见。

资料来源
http://www.spaceflightnow.com/news/n0311/04flare/

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发稿:2003年11月7日    更新:2003年11月7日

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天文新发现:离银河系最近的新星系

◎李明

【新生11月6日讯】由法国、意大利、英国和澳大利亚的天文学家所组成的研究小组发现了一个正在与银河系相碰撞的新星系,它是迄今离银河系中心最近的星系。(图片说明:银河系慢慢撕开大犬矮星系(用红色表示)。围绕大犬星系的大环上的星体以此方式被剥离出来。)

这个新星系因位于大犬星座,被命名为大犬矮星系,它比人马矮星系离银河系还近。人马矮星系是在1994年被发现的,也正在与银河系相碰撞。该发现显示出银河系正在通过吞并小的卫星星系来建造自己的园盘。

从被吞噬的大犬矮星系上剥离出来的星体流不仅组成银河盘的外廓,它们也可能从离太阳很近的位置经过太阳。大犬星系的一些残骸形成了一个围绕着银河盘的环。天文学家估计,大犬矮星系给目前银河系贡献了大约1%的物质。

现在,天文学家相信象银河系这样的大星系是通过吞噬周围临近的小星系而成长到目前这样宏大的。他们虽曾发现被吞并的小星系给大星系周围巨大的晕环添加星体,然而,直到今天才认识到即使是星系的盘也能以此方式生长。通过计算机进行模拟的结果显示,银河系一直在从大犬矮星系捕获星体并把它们添加到银河盘上,在将来也会继续这样做。

参考资料

http://www.spaceflightnow.com/news/n0311/04canismajor/
http://www.nature.com/nsu/031103/031103-5.html

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发稿:2003年11月6日    更新:2003年11月6日

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银河系中心超大质量黑洞首次观测到红外闪耀

◎李明

【新生11月9日讯】由一国际天文学研究小组发现,银河系中心的超大质量黑洞发出强大的红外线闪耀,这些信号频率为数分钟出现一次。天文学家认为该黑洞处于快速旋转之中。(图片说明:从银河系中心发出的强力闪耀探测)

2003年5月9日,当不同国家的天文学家象往常一样坐在计算机屏幕前,交换从不同角度观测宇宙的四台巨型望远镜的信息和数据时,突然发现了一个新目标,他们感到既惊奇又兴奋:银河系中心正在发生着不同寻常的事情。

几分钟之后,目标从视野消失。此时他们还有点疑惑,刚刚第一次目击到了银河系中心发出强力近红外闪耀,而且恰好是在超大质量黑洞的方向。

"10多年来,我们一直在寻找从该黑洞发出的红外辐射",研究小组成员、科隆大学的Andreas Eckart回忆说,"我们当然确信此黑洞一直在不时吸附物质。当物质落入黑洞表面的时候,它就变得越来越热并发射红外辐射。"然而此前用VLT 望远镜一直没有观察到过红外辐射。

新观测到的数据表明,红外信号来自黑洞被称作为"活动水平线"(event horizon)之外,该活动水平线区是连光线也不能逃逸的"无返回表面"(surface of no return);在其周围的区域很可能具有混乱无秩序的特点,这就象在雷暴和太阳爆发中看到的一样。

研究人员之一的Daniel Rouan认为,"最惊人的结果是关于两个探测到的闪耀的光曲线上的一个明显的17分钟周期。如果该周期是围绕黑洞旋转的气体运动所致,必然的结论就是黑洞肯定在迅速旋转。"

根据天文学理论,黑洞有质量、带电并旋转。此前,天文学家已经能够明确证明银河系中心黑洞的存在并确定其质量,但对黑洞现象的观测从来没有象这次这么详细。

资料来源

http://www.spaceflightnow.com/news/n0310/29blackhole/

(正见网)

发稿:2003年11月9日    更新:2003年11月9日

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现代科技发展带来的危机--全球变暖与自然资源的消耗

◎周正

【新生11月15日讯】俗话说,"居安思危"。在过去的几十年中,工业的发展给人们带来了很多便利,也大大地改变了人类的生活方式。然而,最近的一系列报道则指出了一些潜在的危机。前景实在令人忧心。

据美国航空航天局(NASA)10月23日报道,北冰洋的变暖可能影响到全球的气候。报道中说,根据最近卫星观测到的北冰洋气温及海面冰层来看,全球气候变暖可能正在来临。这一发现刊登在11月份出版的《气候学杂志》上(Journal of Climate)。《气候杂志》是美国气象学会(American Meteorological Society) 出版的学术刊物。

论文的作者之一,Josefino Comiso 博士介绍说,以往的数据都是在北冰洋不同地区零碎采集来的一些资料;而这次研究中则利用了很多卫星从1981年到2003年采集来的数据。研究结果表明,和80年代相比,大部份的北冰洋变暖发生在过去的10年中。

另一项研究指出,北冰洋的冰层在以每10年减少9%的速度在缩小,而在2002和2003年达到最低点。华盛顿大学(University of Washington) 的海洋学家Michael Steele指出,这种变暖的趋势会影响到海洋洋流的变化;而海洋洋流的变化又会反过来影响到北冰洋以至全球的气候。科学家们认为这种全球变暖与现代科技和工业发展所带来的温室效应有密切的关系。

也许有人会想到,我们可以通过改进技术来消除这种后果;或着随着科技的发展,这一问题也就解决了。然而这其中需要多大的代价呢?据路透社10月27日报导,据估计要想解决温室效应问题,需要花费1.8亿亿美元($1.8×10^16)。这相当于2002年全世界各国国内生产总值总和的600倍。

事实上,仅仅是消除工业生产和汽车所带来的二氧化碳的污染(比如用风能或太阳能来替代)就需要惊人的花费。联合国曾于1997 年就有针对全球变暖的全球气候协议(Kyoto Protocol)。然而计划中的巨额支出让许多国家望而却步。不仅如此,据估计,即使全球气候协议全面实施的话,对全球变暖的抑制作用也是很有限的。

工业发展带来的另一方面危机则来自于对自然资源的消耗。我们都已经知道汽油在我们日常生活中的重要性,而科学家们认为石油是史前的动植物沉积而成。据《每日科学电讯》10月27日报道,每一加仑汽油(约3.8升),就意味着消耗掉98吨史前沉积下来的动植物。这是犹他大学生物学家Jeff Dukes的研究结果。据计算,以1997年为例,这一年用掉的汽油大约相当于全年地球上所有植物总和的400倍。这一研究成果发表在11月份的学术刊物《气候变化杂志》上(Journal Climatic Change)。

古人"日出而作,日落而息",已经生活了数千年,也没有给这个地球带来很大的变化。当代科技发展所带来的各种潜在危机使我们不得不重新思考人类社会的未来之路。东方文化中历来讲顺应自然、"天人合一"。这也许能给我们一些启示。

(正见网)

发稿:2003年11月15日    更新:2003年11月15日

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哈佛科学家发现宗教信仰有助于经济发展

◎正源

【新生11月16日讯】长久以来,经济学家和社会学家发现文化对经济发展起着举足轻重的作用。宗教信仰作为文化的基石之一,也越来越受到重视。现代西方社会学的奠基人迈克斯-维伯(Max Weber)在一个世纪前就观察到新教徒良好的个人品质,如诚实,勤俭,善待他人,是北欧和美国富强的基本因素。纽约大学历史学家尼亚儿-福克森(Niall Ferguson)认为当代德国和其它欧洲国家的经济停滞根本原因在于这些国家的人民宗教信仰意识越来越淡漠。

哈佛大学经济学家罗伯特-巴乐(Robert Barro)和莱切儿-迈克来尔(Rachel MacCleary)最近发表了一篇论文,研究宗教信仰和经济发展的关系。他们发现经济越发达的国家,其人民宗教信仰意识越淡漠。这里面美国是个例外,近二三十年来,美国信教的人数已停止下滑,并有回升的趋势。令人惊讶的是受教育程度越高,宗教信仰意识越强。更出人意料的是,真正的宗教信仰,特别是对前生后世和天堂地狱的信仰,有助于国民经济发展,其中害怕受到地狱煎熬的信仰对经济发展良性影响最大。

这一经济学新发现表明,人类经济活动在相当大程度上受到精神信仰的影响。对有正信的人们来说,诚实,勤俭,善待他人是信仰的必然结果,由此而生的高度经济发展只不过是正信的副产品,是神对他们的正信现世的回报。

参考文献

1. Barro, R. & MacCleary R. Religion and Economic Growth. NBER working paper No. 9682.

2. The Economist. (November 15th-21th, 2003). pp72.

(正见网)

发稿:2003年11月16日    更新:2003年11月16日

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科学家发现神秘粒子

◎刘菲

【新生11月23日讯】筑波高能加速器研究机构的科学家们发现了一种无法用任何现有理论解释的亚原子微粒。这种名为X(3872)的粒子是在核粒子加速器里发现的。它的存在可能会改变现有的宇宙标准模型。这个发现已经被美国伊利诺依州的费米国家加速器实验室所证实。

X(3872)是在筑波的"介子工厂"里的大量亚原子所产生的衰变物中发现的。它的重量大约与单个氦原子相当,但只需一百万兆分之一秒的十亿分之一的时间就会衰变成其它稳定的常规粒子。

尽管以人类的标准看它的寿命极其短暂,但科学家们说一百万兆分之一秒的十亿分之一对于如此重量的亚原子几乎是永生了。

小于原子的亚原子微粒是按照其质量,自旋和带电量来归类的。但X(3872)却无法归入到任何粒子组,因此引起世界物理界的关注。

正常的介子是由一个夸克和一个反夸克在色力(colour force)亦称强力作用下结合在一起组成的。至今已经发现大量的不同组合的介子微粒。然而X(3872)却不符合任何一种可以想象的夸克-反夸克组合。就是说理论物理学家们可能不得不修改他们的色力理论,或者干脆把X(3872)当作一种由2个夸克和2个反夸克组成新型介子。

发稿:2003年11月23日

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传统闪电理论错误 闪电的起源仍是谜

◎李明

【新生11月19日讯】据《自然》杂志网站11月17日报导,一位美国物理学家建立的模型显示,现有闪电理论中的电场不能大到足以产生雷电,有关产生闪电的传统理论是错误的。

美国佛罗里达技术学院的Joseph Dwyer进行的计算表明,仅靠大气中的电场是不能大到足以触发闪电的。他说,"这就意味着(有关理论)得从头做起。"

Dwyer主要从事空间高能颗粒的研究,然而当他两年前搬到作为世界上最容易产生闪电的地区之一的佛罗里达中部以后,他激起了对与闪电相联系的巨大伽马射线和X射线爆发的报导的兴趣。这些高能辐射一般只在空间的外层容易看见,而且当通过大气层的时候速度降低下来了。

大多数科学家相信,当大气中一个巨大的电场建立起来之后,闪电就会产生。虽然没有人见过这种电场,研究人员设想这仅仅是由于他们没有看到足够强的闪电。

当Dwyer把高能辐射产生的因素建立模型对雷电中电场的建立进行描述的时候,他震惊不已。他发现伽马射线和X射线的释放使电场扩散、阻止电场大到足以能产生闪电。

"这可能是一个重大的理论突破",佛罗里达大学研究闪电的Martin Uman说,"它显示了在小的体积中能够形成多大剂量的X射线和伽马射线。"

在雷暴中当上升气流与下沉气流推动水分子互相碰撞产生电子导致电场增长。这些电子最终会克服穿过空气所产生的阻力并得以加速,一些电子的速度接近光速。根据Dwyer的模型,这些高速电子与其它粒子相撞,在产生伽马射线或X射线爆发使能量从电场中释放之前,会击落更多的电子从而降低电荷。Dwyer认为,"这确实是关于在电场中能存在多大的电压的一个基本的界限。" 目前,有关闪电的真正起源还是一个谜。

资料来源

http://www.nature.com/nsu/031110/031110-19.html

(正见网)

发稿:2003年11月19日    更新:2003年11月19日

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