2011年12月22日星期四

一周精彩太空图片:恒星形成区似发光宇宙天使(图)

  新浪科技讯 北京时间12月20日消息,据国外媒体报道,美国宇航局和欧洲航天局等机构近日发布了最近一周精彩的太空照片,其中包括:叛逆的天使、玫瑰之吻、醉酒的星系、幸存的彗星、明亮的眼睛和月球陨石坑等。美国宇航局“哈勃”太空望远镜发现,恒星形成区“Sh 2-106”好像一个正在张开翅膀的宇宙天使,天使的翅膀闪耀着光芒。

1. 叛逆的天使

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叛逆的天使(图片来源:ESA/NASA)

  在近期公布的一幅由美国宇航局“哈勃”太空望远镜所拍摄的照片中,恒星形成区“Sh 2-106”好像一个正在张开翅膀的宇宙天使,天使的翅膀闪耀着光芒。这片气体和尘埃云因为一颗名为“S106 IR”的年轻恒星而变形。这颗恒星正处于成长的旺盛期,似乎正在叛离母尘埃云,并高速喷射出物质,产生发光、炽热的氢气。

2. 玫瑰之吻

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玫瑰之吻(图片来源:UCLA/Caltech/NASA)

  美国宇航局广角红外线探测望远镜近日拍摄了一幅关于船尾座A超新星爆炸残骸的太空图片。图片显示,一朵红玫瑰即将绽放于这个恒星坟墓之中。大约3700年前,地球上的人们曾经看到过超新星爆炸的光芒,并将其认为是天空中的一颗新恒星。如今,船尾座A的气体残骸被膨胀的冲击波加热,形成了有如玫瑰一样红艳的天体。

3. 醉酒的星系

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醉酒的星系(图片来源:E. Blanton, BU/CXC/NASA)

  在美国宇航局“钱德拉”X射线天文台所拍摄的一幅最新太空图片中,可以看到一个发光气体旋涡,这是“Abell 2052”星系团中物质的运动轨迹,好象喝醉酒一样。在星系团的中心位置,旋涡包围着一个巨型椭圆星系。位于智利的欧洲南方天文台甚大镜的可见光数据可以显示这个椭圆星系呈金色。天文学家认为,当一小群星系撞入“Abell 2052”这个较大的星系团时,带动星系团中的气体随之一起高速运动,就会形成醉酒的“Abell 2052”现象。当较小星系团穿过较大星系团中心后,这些气体又会被拉回到星系团的中心,从而形成了来回反复运动。

4. 幸存的彗星

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幸存的彗星(图片来源:SOHO/ESA/NASA)

  本图由美国宇航局太阳与日光层观测卫星拍摄于2011年12月15日。图片显示,这颗名为“洛夫乔伊”的彗星像一个亮白色的箭头,正瞄向了太阳方向。“洛夫乔伊”彗星是一群克罗伊策掠日彗星中的一颗,这群掠日彗星被认为是古代一颗较大彗星破碎后的残骸碎片。如今,有许多卫星在密切跟踪这颗异常明亮的彗星接近太阳的过程,很明显,这有如飞蛾扑火的死亡之旅。但是,令大多数人惊讶的是,“洛夫乔伊”后来竟然从太阳的另一侧出现了。这表明,这颗彗星竟然幸存了下来,不过失去了自己的尾巴。

5. 明亮的眼睛

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明亮的眼睛(图片来源:Caltech/U. Toronto/NASA)

  在银河系中,有一个“红龙鱼”星云,那里是银河系一些最明亮恒星的家园。在美国宇航局“斯必泽”太空望远镜所拍摄的一幅红外照片中,“红龙鱼”正睁开一双明亮的“眼睛”。所谓的“眼睛”可能是由新形成的恒星所形成。

6. 月球陨石坑

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月球陨石坑(图片来源:ASU/NASA)

  由美国宇航局月球勘测轨道器所拍摄的一幅最新图片显示了月球上一个名为“矮子”的撞击盆地。这个撞击盆地宽约110米。1972年12月11日,“阿波罗17”号登月任务的宇航员就登陆于这个陨石坑附近。“阿波罗17”号登月任务的目标之一就是探测“矮子”是否为一个火山喷发口。宇航员确实在“矮子”附近发现了火山活动的迹象,如橙色和黑色玻璃层。但是,天文学家对获取的物质样本进行分析后发现,这些玻璃可能来自古代一次火山碎屑流,从而将撞击所形成的“矮子”陨石坑掩埋。

2011年12月21日星期三

详解宇宙究竟有多大:最遥远天体距地315亿光年

关于我们生活于其中的这个宇宙,《银河系漫游指南》一书的作者,英国著名剧作家道格拉斯·亚当斯(Douglas Adams)曾经写道:它很大。的确。想要了解宇宙究竟有多大,请你试着将一枚硬币放在你的面前。假设这枚小小的硬币就是我们的太阳,那么另一颗代表距离太阳最近的恒星:比邻星的硬币就应当放在大约563公里之外。

对于生活在中国的读者而言,比如上海的读者,这第二枚硬币几乎要摆放到山东或安徽省境内,而对于一些小国的居民而言,这颗硬币可能都已经放到外国去了。
而这仅仅是太阳和距离它最近的一颗恒星而已。当你试图模拟更大范围内的宇宙空间时,就会麻烦的多了。比方说,相对于你的那颗硬币太阳,银河系的直径将是大约1200万公里,这相当于地月距离的30倍。正如你所看到的,宇宙的尺度是惊人的,几乎没有办法用我们生活中所熟知的距离尺度加以衡量。
但这并不意味着人类丈量宇宙的梦想是遥不可及的。天文学家在长期的工作研究中已经找到一些行之有效的方法去测量宇宙的尺度。以下我们将向你呈现有关的内容:
1、宇宙的尺度
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我们并非居于宇宙的中心,但是我们确实居于可观测宇宙的中心,这是一个直径约为930亿光年的球体
这个星球上没有人知道宇宙究竟有多大。它或许是无限的,也或许它确实拥有某种边界,也就是说如果你旅行的时间足够长,你最终将回到你出发的地方,就像在地球上那样,类似在一个球体的表面旅行。
科学家们对于宇宙具体的形状和大小数据存在分歧,但是至少对于一点他们可以进行非常精确的计算,那就是我们可以看得多远。真空中的光速是一个定值,那么由于宇宙自诞生以来大约为137亿年,这是否就意味着我们最远只能看到137亿光年远的地方呢?
答案是错误的。有关这个宇宙的最奇特性质之一便是:它是不断膨胀的。并且这种膨胀几乎可以以任何速度进行——甚至超过光速。这就意味着我们所能观测到的最远的天体事实上远比它们实际来的近。随着时间流逝,由于宇宙的整体膨胀,所有的星系将离我们越来越远,直到最终留给我们一个一片空寂的空间。
奇异的是,这样的结果是我们的观测能力事实上被“强化”了,事实上我们所能观察到最遥远的星系距离我们的距离达到了460亿光年。我们并非居于宇宙的中心,但是我们确实居于可观测宇宙的中心,这是一个直径约为930亿光年的球体。
2 、充斥着星系
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这是美国宇航局哈勃空间望远镜获得的最深邃的影像之一
这张照片是美国宇航局哈勃空间望远镜获得的最深邃的影像之一。科学家们让哈勃望远镜对准天空中的一小块区域进行长时间的曝光——长达数月,尽可能地捕获每一个暗弱的光点。文中上图是局部的放大,完整的图像是下面这幅图,其中包含有1万个星系,从局部放大图中,你可以看到一些星系的细节。
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完整的图像
当你看着这些遥远的星系,你可能没有意识到自己正在遥望遥远的过去,你所看到的这些星系都是它们在130亿年前的样子,那几乎是时间的尽头。如果你更喜欢空间的描述,那么这些星系离开我们的距离是300亿光年。
宇宙处于不断的膨胀之中,但与此同时科学家们对于宇宙尺度的测量精度也在不断提高。他们很快找到了一种绝佳的描述宇宙中遥远天体距离的方法。由于宇宙在膨胀,在宇宙中传播的光线的波长将被拉伸,就像橡皮筋被拉长一样。光是一种电磁波,对于它而言,波长变长意味着向波谱中的红光波段靠近。于是天文学家们使用“红移”一词来描述天体的距离,简单的说,就是描述光束从天体发出之后在空间中经历了多大程度的膨胀拉伸。一个天体的距离越远,当然它在传播的过程中光波波长被拉伸的幅度越大,光线也就越红。
如果使用这种描述方法,那么你可以说这些遥远的星系的距离大约是红移值Z=7.9,天文学家们立刻就会明白你所说的距离尺度。
3、最遥远的天体
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最遥远的天体
这张图像中间部位那个不太显眼的红色模糊光点事实上是一个星系,这是人类迄今所观测到的最遥远天体。美国宇航局哈勃空间望远镜拍摄了这张照片,这一星系存在的时期距离宇宙大爆炸仅有4.8亿年。
这一星系的红移值约为10,这相当于距离地球315亿光年。看起来这一星系似乎非常孤单,在它的周围没有发现与它同时期的星系存在。这和大爆炸之后大约6.5亿年时的情景形成鲜明对比,在那一时期,天文学家们已经找到大约60个星系。这说明尽管这短短2亿年对于宇宙而言仅仅是一眨眼的功夫,但是正是在这一短暂的时期内,小型星系大量聚合形成了大型的星系。
但是这里需要指出的是,天文学家们目前尚未能完全确认这一天体的距离数值,这也就意味着其实际距离可能要比现在所认为的更近。在美国宇航局的下一代詹姆斯·韦伯空间望远镜发射升空以替代哈勃望远镜之前,科学家们都将不得不在数据不足的情况下进行估算。
4、最遥远的距离
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最遥远的距离
天文学家能够观测到的最遥远的光线名为“宇宙微波背景辐射”(CMB)。这是抵达地球的最古老的光子,它们几乎诞生于宇宙大爆炸发生的时刻。在大爆炸发生后的短时间内,宇宙非常小,因此相当拥挤,物质太过稠密,以至于光线无法长距离传播。
但在宇宙诞生之后大约38万年之后,宇宙已经变得足够大,光线第一次可以自由地传播。这时发出的光是我们今天所能观测到的最古老的光线,是宇宙的第一缕曙光;它存在于宇宙的每一个方向,无论你把望远镜指向哪个方向,都可以观测到它的存在。宇宙微波背景辐射就像一堵墙,我们最远也只能看到墙这一侧的风景,但是却绝无办法穿墙而过。
那么这些最初的宇宙之光怎么变成微波了呢?这还是因为宇宙的膨胀。随着宇宙的膨胀,当时发出的光波波长被逐渐拉长,经历如此久远的时间(137亿年),它们的波长已经被拉伸到了不可思议的程度。随着宇宙膨胀冷却,现在这一辐射的剩余温度大约仅有-270摄氏度,也就是著名的3K背景辐射。这种辐射的分布显示出惊人地各向同性,各处的差异小于10万分之一。
而如果有朝一日人类终于能够制造出高灵敏度的中微子探测器,那么我们将终于可以突破宇宙微波背景辐射设置的那堵墙,而看到其背后中微子出现时的情景,即所谓的“宇宙中微子背景”。和光子不同,对中微子而言,一般意义上的物质几乎是透明的,它们可以轻而易举地穿过地球,穿过太阳,甚至穿过整个宇宙。正是因为这一特征,一旦我们能够解码中微子中携带的信息,我们将能回溯到宇宙大爆炸之后仅数秒时的情景。
5、星系蝴蝶图
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星系蝴蝶图
文学家们向宇宙张望,他们注意到宇宙中的星系分布并非呈现随机状态,由于引力的作用,星系倾向于相互接近,从而形成规模巨大的聚合体,如星系团,超星系团,大尺度片状结构乃至所谓的巨壁。
天文学家们开始着手纪录这些星系在三维空间中的位置,他们很快成功地制作出较近距离范围内星系的三维分布图,这是一项令人惊叹的成就。大部分此类巡天观察都将注意力集中在距离地球70亿光年之内的范围,但他们在此过程中也发现了许多类星体,这是宇宙中亮度惊人的奇特天体,来自早期宇宙,其距离可能是70亿光年范围的4倍以上。
在全部这些努力中,斯隆数字巡天(SDSS)可能算是规模最大的一个。参与这一项目的天文学家们目前已经基本完成对1/3天空的巡天观察,并在此过程中记录下超过5亿个天体的精确位置信息。而本文中这里所配得图则来自另一项巡天计划:6dF星系巡天,这是目前规模位居第三的巡天项目。这张图像中之所以会缺失很多地方,是因为银河系的阻挡,很多天区我们都无法进行观测。
6、邻近的超星系团
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邻近的超星系团
在距离地球比较近的空间内,天文学家们的了解相对而言就会多一些。我们现在知道在距离地球约10亿光年的距离内存在一个超星系团的海洋。这些是被引力作用聚集在一起的大量成员星系。
我们的银河系本身是室女座超星系团的成员,这个超星系团正位于这张图像中中央位置。在这个巨大的超星系团结构中,我们的银河系毫无特别之处,它只是位于一隅之地的普通成员星系而已。在这一宏伟结构中占据统治地位的是室女座星系团,这是一个由超过1300个成员星系组成的庞大集团,其直径超过5400万光年。
另一个超星系团很值得关注,那就是后发座超星系团,因为它的位置恰好位于北方巨壁(Northern Great Wall)的中心位置。北方巨壁是一个大到令人难以想象的巨型结构,其直径约有5亿光年,宽度约3亿光年。我们星系“附近”最大的超星系团是时钟座超星系团,其直径超过5亿光年。
7、暗物质和暗能量
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暗物质和暗能量
这个宇宙另外一件令人吃惊的事实是:占据宇宙大部分的成分我们却完全看不到。暗物质是一种神秘的存在,科学家们认为它们遍布宇宙各处,但是我们却看不到也摸不着。它们和光以及任何种类的电磁波都不发生作用,而这正是人类赖以探测宇宙的基础工具。不过它会产生引力,通过它对周遭空间施加的引力效应,科学家们能够感受到它们的存在。
是的,我们能够感觉到暗物质确实存在。比如我们所在的室女座超星系团大约拥有10的15次方倍太阳质量,但是整个超星系团的光度却仅有太阳的3万亿倍太阳光度。这就意味着室女座超星系团的光度相比其质量所应当拥有的光度小了约300倍。这样的事实是难以解释的,但是如果考虑到这其中遍布大量拥有质量但却不发光的暗物质,一切也就不奇怪了。
事实上,根据计算结果,宇宙中的暗物质含量是我们平常所见的普通物质的5倍。但是暗物质尽管强大,却仍然不足以统治宇宙。真正支配着我们这个宇宙的力量来自另一种神秘物质:暗能量。普通物质和暗物质有一个共同点,那就是它们都拥有质量,并向周围空间施加引力影响,换句话说,它们的作用是让物质聚拢,让宇宙减速膨胀甚至最终收缩。然而,当科学家们观测宇宙,试图分辨出宇宙究竟是在减速膨胀还是在收缩时,他们惊骇地发现事实完全出乎他们的预料——宇宙根本没有收缩或减速,它正在加速膨胀!毫无疑问,存在一种未知的强大到异乎寻常的力量,它不但独力抵抗了整个宇宙中所有普通物质和暗物质产生的引力作用,甚至还推动整个宇宙加速膨胀。对于暗能量的发现最近刚刚被授予了今年的诺贝尔物理学奖,但是尽管有了这样的巨大进展,科学家们对于究竟什么是暗能量却依旧毫无头绪,一无所知。现在有关这一课题的理论几乎就相当于“虚位以待”,等待着未来出现一个更加完美的理论能摘取成功解释暗能量本质的桂冠。
8、宇宙之网
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宇宙之网
星系巡天的结果显示我们的宇宙似乎显示一种“泡沫网状”结构。几乎所有的星系都分布在狭窄的“纤维带”上,而在它们的中间则是巨大的空洞,天文学上称为“巨洞”。这些巨洞的体积巨大,有些直径可达3亿光年,其中几乎空无一物。但是这样说并不正确,因为尽管我们看上去那里确实是什么也没有,但实际上这里充斥着暗物质。
这里这张图是一份计算机模拟结果,它显示我们的宇宙呈现一种纤维网状结构,其中分布着节点,纤维带和层。这种复杂结果的起源来自宇宙微波背景辐射中微小的涟漪,这是其中密度微小变化的体现。随着宇宙膨胀,这些微小的高密度去逐渐吸引更多的物质向其聚集,这种效应持续上百亿年,其结果是惊人的——它造就了我们今天所见的宇宙。
9、检验宇宙模型
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检验宇宙模型
2005年,一个国际天文学家小组试图检验现有的宇宙学理论是否正确。他们进行了一项名为“千年运行”的模拟计划,在计算机中他们模拟100亿个粒子在一个边长为20亿光年的立方体空间中,按照我们现有的理论去作用于它们,是否能得到某种我们所预期的结果。
这项模拟实验中考虑了普通物质,暗物质和暗能量因素,成功地再现出宇宙从混沌逐渐显现类似于我们今天所观察到的宇宙大尺度结构。在模拟运行的过程中,研究人员们目睹了宇宙中大质量黑洞的出现,强大的类星体发出剧烈的辐射,模拟的结果中还出现了大约2000万个星系。正如文中此处展示的那样,研究人员们发现模拟的结果产生出一个和我们所观察到的现实宇宙非常相似的状态。

NASA新发现2颗地球大小行星

  环球网记者朱盈库报道,据美国侨报网12月20日报道,美国航空航天局(NASA)通过开普勒太空望远镜新发现2颗行星,大小等于或者小于地球,它们围绕1颗遥远的与太阳大小相当的恒星运行。这是宇宙生命探索的又一次重大发现。

  据美国广播公司报道,如果能经得住其他科学家的仔细审查,这将是一次非常了得的发现。地球大小的行星被认为是宇宙生命探索中的重要突破,但直到现在,科学家们说他们的仪器都不足以灵敏到能发现它们。

  “这些行星多岩石,带有铁和硅酸盐的混合物,”哈佛-史密森天体物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)的弗莱辛(Francois Fressin)写道,“这些宇宙行星可能已发展出一层厚厚的水蒸气圈。”弗莱辛是做出这一发现的团队负责人。该团队20日将研究报告刊登在杂志《自然》的网站上。

  据悉,这2颗新发现的行星分别被命名为开普勒-20e和开普勒-20f,它们离我们非常遥远,无法直接看到。它们围绕着一颗大约950光年远的恒星运行。科学家们在这2颗行星经过那颗恒星正面时测量了它们从恒星接收到的微小光度,然后计算出它们可能的大小以及运行轨道。

  开普勒-20e和20f可能太热而不适宜生命居住,其中一颗行星围绕自己“太阳”运行的周期为6个地球日,另一颗为19个地球日。但科学家们说,发现它们让我们有理由希望宇宙中还有其它类似它们的行星存在。

2011年12月19日星期一

美发现la型超新星 距地球2100万光年

中国科技网讯据美国物理学家组织网12月14日报道,美国劳伦斯伯克利国家实验室的天文学家在风车星系内发现了超新星SN 2011fe,其距离地球仅为2100万光年,是25年来最接近我们的la型超新星。对比之前的观测成果,科研人员能获取首个有关la型超新星爆炸的前身天体和爆炸后情况的直接证据。相关研究结果发表在12月15日出版的《自然》杂志上。

la型超新星异常明亮,是宇宙学重点研究的对象,因为它们可以被用作“标准烛光”来测算宇宙空间中的距离,因而能够校准暗能量引起的宇宙膨胀加速。研究人员对数以千计的la型超新星进行了研究,但直至现在科学家才产生了有关它们如何爆炸及其前身天体真实面貌的学理猜测。

科研人员表示,他们在这颗超新星爆炸后的11个小时就发现了它,因此可以在20分钟内计算出爆炸的确切时刻。科学家早期的观测证实了有关la型超新星的一些物理假设,但此次观测却赋予了科研团队新的认识。“作为超新星而言,它的亮度很弱,而作为新星而言又太过明亮。经过数小时的后续观测,我们确定这是一颗十分年轻的la型超新星。”该实验室的彼得·纽金特说。

超新星会在恒星死亡或白矮星从附近恒星吸入物质时出现,并在最终达到临界点时爆炸,这种爆炸的亮度至少相当于太阳亮度的100亿倍。科学家很久以前就基于亮度和光谱等创建了la型超新星的模型。这些模型假定它们的前身天体是双星系统中稠密的小型白矮星,由碳和氧构成。白矮星的极限大小约为太阳质量的1.4倍,越过这个界限,其将不堪重负而发生引力坍缩。

随着其逐渐接近极限,白矮星将出现巨大的热核爆炸,并将碳和氧转化为镍等较重的元素。大部分爆炸中所显示的光亮都源自放射性的镍在衰变为钴时放出的热。这种光也来自被冲击波所加热的喷射物,如果这些物质与伴星相撞,其将被再次加热,从而再度增加原有的亮度。

纽金特指出,很显然,这次爆炸的超新星的前身天体是一颗白矮星。它的光谱显示含有碳和氧,因而他们掌握了la型超新星确实起源于碳氧白矮星的首个直接证据。科研团队也表示,这是自1986年来观测到的最明亮也最靠近我们的天体爆炸。冲击波仅需要几秒便可以撕裂恒星,但在爆炸中加热的碎片将持续发光数个小时。恒星越大,这种后续的余辉也更亮。由于他们很早就捕捉到了这颗超新星,也做了细致的观测,因此能够直接“约束”其前身天体的大小。

科学家表示,理解这些大爆炸如何创建和混合材料十分重要,因为超新星是获取构成地球甚至我们个体的大部分元素的介质,例如,超新星就是宇宙中铁元素的主要来源。而这颗目前离我们最近的la型超新星无疑将成为历史上最好的研究对象,也将形成学界解析同种遥远超新星创建过程的新基础。

2011年12月18日星期日

“彗星大逃亡”:110万度太阳大气中奇迹幸存

据英国每日邮报报道,天文学家完全有理由认为“洛夫乔伊”彗星将面对炽热的燃烧死亡,毕竟它将飞越110万摄氏度高温的太阳大气。但令天文学家惊奇的是, 当这颗220米直径的冰冷岩石彗星消失在太阳背面时,又再次奇迹地出现在太阳另一侧,距离太阳表面87000英里,这颗彗星仍存活着!

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美国宇航局太阳动力学观测卫星(SDO)拍摄到这次成功的“彗星大逃亡”,在太阳动力学观测卫星官方网站的微博中写道:“重大新闻!洛夫乔伊仍存活着!这颗彗星在太阳之旅中幸存了下来,并再度出现在太阳的另一侧。”
这颗彗星刚发现不久,今年11月27日它被澳大利亚业余天文学家特里-洛夫乔伊观测到,并以他的名字而命名。它被称为“克罗伊策掠日彗星”,是一种轨道非常接近太阳的彗星。这种类型彗星是由19世纪德国天文学家海因里希-克鲁兹(Heinrich Kreutz)命名的,他描述称这种类型彗星是由一颗巨大彗星分解形成。
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在发现洛夫乔伊彗星不久,美国宇航局、欧洲宇航局和日本航空研究开发机构便开始兴奋地跟踪这颗彗星的太空轨迹。
这颗彗星很快便注定了它的宿命,因为它鲁莽地冲向太阳的地狱日冕。在这颗掠日彗星的网站上,美国海军研究实验室科学家卡尔-巴腾斯(Karl Battams)说:“我们拥有这次非常罕见的机会来观测这颗相对较大的彗星完整掠日过程,大约有5颗不同卫星的18种观测仪器瞄向了洛夫乔伊彗星。”
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然而科学家意外地发现这颗彗星并未走向毁灭,竟在炽热的太阳大气中存活了下来。英国皇家天文学会罗伯特-梅西(Robert Massey)对此次洛夫乔伊彗星近距离掠过太阳非常吃惊,他说:“这是一个不同寻常的天文事件,洛夫乔伊彗星难以置信地接近太阳,其距离少于地球至月球的距离。同时,这也是一个非常罕见的天文事件,太阳动力学观测卫星之前已观测到许多彗星接近太阳遭受毁灭的例子,这让天文学家产生了很大的兴趣,他们认为这将是异常壮观的彗星残骸喷发,但最后的观测记录显然出乎科学家的意料。我猜测可能彗星体积越大、越结实,就更容易幸存下来,这一太空事件告诉我们这颗彗星比之前预想得更加顽强。”
梅西解释称,此前这颗彗星可能幸存于与太阳的小摩擦中,但是我们并未观测到。通过这项太空观测显示我们拥有先进的太空观测装置。

2011年12月15日星期四

火星地下适宜生命存活 宜居条件不输地球

据英国每日邮报报道,日前,科学家整体研究评估火星温度和压力状况发现火星适宜生命存在的条件并不亚于地球,澳大利亚国立大学研究人员称,从内核至高层大气层的区域内,百分之三的火星区域可维持生命存在,而只有百分之一的地球区域可维持生命。

然而,研究小组表示最接近地球生命的生物体必须进入火星地下环境才能幸存下来,天体物理学家查理-林尼韦弗(Charley Lineweaver)说:“当我们仅仅将所有的信息汇集在一起,便认为这难道是火星存在生命的主要迹象?目前这一答案是正确的,火星拥有大量的地区可以兼容陆地生物。”

科学家称,生命可以存在于火星,主要是因为火星存在大量的水,在极地区域存在着大量的冰态水资源。但是火星的压力非常低,在火星表面水资源都被蒸发。但是在火星表面之下,这里拥有足够的压力使水保持液态,从而确保微生物幸存。

火星表面温度并不适宜生命,其寒冷温度可达到零下65摄氏度,而在火星表面以下由于该行星内核的加热效应,从而温度更高。林尼韦弗强调称,这项研究分析了几十年来的观测数据,是迄今发布的关于火星对陆地微生物宜居性的最佳评估报告。目前,这项研究发表在12月12日出版的《天生物理学》杂志上。

当明年8月份好奇号火星车着陆火星,科学家将获得更多关于火星宜居条件的能力。35年前,美国宇航局“海盗号”探测器推断称火星并不存在生命迹象,但是科学家希望好奇号的更高端仪器将有望发现更多的重要信息。

美国宇航局火星勘测项目主管道格-麦克奎斯逊(Doug McCuistion)说:“这是迄今在另一颗行星上部署最大、最复杂的科学仪器,好奇号火星车预计将于2012年8月5日着陆火星表面,在太空中旅行3.54亿英里。”

这个投资25亿美元的火星探测器的主要任务之一是发现甲烷气体来源,科学家现已在火星大气中发现甲烷气体。好奇号火星车可以发射数百万倍灯泡能量的激光束至火星表面,从而探测该环境是否支持生命存在。

天文学家期待好奇号火星车的先进仪器能够进一步在遥远的火星表面发现生物迹象,一个叫做“ChemCam”的仪器能够释放强大的激光脉冲,蒸发一些火星灰尘,并检测穿透火星灰尘的光线光谱。该仪器仅是装配在好奇号火星车上10种勘测仪器之一。

当ChemCam释放强大的激光脉冲,将蒸发针头大小的灰尘区域。该火星车的望远镜可以凝视蒸发物质形成的发光等离子闪光,并记录其中包含的光线色彩。这些光谱色彩之后将被一个分光计进行解码,确保科学家能够探测到蒸发物质中的组成元素。

期间,美国宇航局长期幸存的机遇号火星车仍将探测火星表面,在火星上度过它的第15个冬天。这个“太阳能机器人地质学家”将搜寻陨坑边缘区域,不仅对岩石进行检测,还将分析太阳光线。

2011年12月14日星期三

忙里偷闲

现在凌晨一点了,明早八点需要起床赶到公司开会,但现在睡意全无。才把小踢搞睡觉然后处理了一些事情,匆忙冲了一个澡赶紧上床。
最近天气很冷,太适合冬眠睡懒觉了,但我也很忙,基本上没有好好休息郭。上周打了个飞的去杭州公司溜达了一圈,杭州公司修得真漂亮,让我感慨万千。赶回来后开了一些会,做了一些东西时间就过去了。
到了年底应该是总结的时候,反而我觉得变得忙碌了,似乎已经在为明年提前准备了很多事情。最近大脑停不下来,满脑子都是一些不着边际的想法,想多了不去实现也满可惜的。所以有想法,感兴趣就去做,现在辛苦点没关系的。
特别要说,最成都17号就7周年了,现在也做了升级,以后这个网站还会有更好的发展。对此感到很欣慰。
小踢最近都是吃的睡的。只是有时候晚上鼻子会被鼻涕堵着搞得不舒服,怎么办还不知道,求解答。
一点十五分了,发信,并且晚安。

2011年12月11日星期日

争议图像显示行星大小的外星飞船潜伏水星附近

据英国每日邮报报道,天文学家在扫描水星观测图像时发现一个类似行星大小的巨大不明物体,全球范围的UFO搜寻者希望知道这是否是传说中的外星人飞船。这个神秘物体是美国宇航局望远镜拍摄的太阳日冕喷射系列照片中发现的,照片中的景象犹如邻近水星的耀斑急流,出现巨大的圆形物体,但是美国宇航局科学家认为,该物体仅是图像加工处理后的效果。

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这是否是外星人飞船存在的证据?一个明亮的物体突然出现在水星右侧

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水星是否隐藏着UFO

  美国宇航局1号日球层成像望远镜拍摄的这组太阳日冕喷射系列照片上传互联网后点击次数超过10万次,该图片上传者是siniXster,他在该图片评论上写道:“这种神秘物体每侧都是圆柱体,中间有独特的外型。可以很清晰地看出它是一艘飞船,这是非常显而易见的。”
  然而,专家称在太阳系内并不存在任何隐藏的外星人种族,这些图片送到美国海军研究实验室进行分析研究,工程师南森-里茨解释,这个神秘物体事实上是之前拍摄的水星。
  为了确定图片中突出的太阳耀斑,研究人员对比了之前拍摄的照片,并将任何出现两次的物体从图像中消除,这是因为这意味着它将干扰背景光线。恒星很容易被消除,但是像行星等移动物体,则非常难以消除。
  天文学家希瑟-库珀博士认为它并不是一颗巨大的死亡恒星,他在接受《每日邮报》记者采访时说:“科学家并未消除水星图像,技术人员称当试着消除移动物体图像时其象素将彼此溶合在一起。这可能是一张加工处理图像,不可能存在行星大小的外星人宇宙飞船,这是因为水星与地球的体积差不多。”

2011年12月9日星期五

美国旅行者1号探测器即将穿过太阳系边界

美国航空航天局的旅行者1号探测器已经进入太阳系边缘和恒星际空间之间的一个新区域。去年到现在它传回的数据显示这是一个过渡地带:从太阳发出的带电粒子(所谓的太阳风”)在这里开始减速,而太阳磁场在这里遭到阻滞,出现堆积,太阳系内侧的高能粒子则似乎正通过这一地带逃逸进入外侧的广阔恒星际空间中去。

加州理工学院教授,资深的旅行者号探测项目科学家爱德华·斯通(Ed Stone)说:“旅行者号探测器的数据告诉我们,它已经抵达了一个围绕太阳周围的巨大气泡的边缘过渡区,而旅行者目前正在发回的信息正告诉我们有关这一过渡区以及这一区域外侧恒星际空间的一些线索。用不了多久我们便将首次有机会了解恒星之间的空间环境究竟是什么样子的。

尽管目前旅行者1号探测器距离太阳的距离已经超过180亿公里,但是它仍然没有抵达真正的恒星际空间。在它最近发回的数据中,可以看到太阳磁场在该区域的方向仍然没有显示扭转的迹象,这显示旅行者1号目前仍然位于日球层内侧。所谓的日球层时一个由大量带电粒子围绕太阳形成的一个气泡状区域,是太阳将自己和宇宙的其他部分区分开的一道屏障。

目前的数据尚无法让科学家们判断旅行者1号探测器究竟还需要多久才能真正穿过太阳系的边缘地带、首次进入恒星际空间,但是科学家们普遍认为这一时间点即将到来,可能就在接下来的数月或一年之内。

旅行者号探测项目的科学家们在近日于旧金山举行的美国地球物理学联合会年会上报告了有关发现,他们称旅行者号探测器搭载的低能带电粒子探测设备,宇宙射线子系统和磁强计提供了有用的数据。

去年4月份的时候,项目组科学家们曾经宣布他们观测到旅行者号探测器似乎进入了一个奇异的区域,这里太阳风的速度逐渐下降为零,这意味着探测器已经进入一个新的区域。后来探测器管理员命令飞船在今年4月份和夏季期间进行多次翻转动作,将探测设备对准各个不同方向进行探测,以便让科学家们判断太阳风的这种减速是否是假象,或许它们仅仅是改变了方向?但探测的结果是否定的。看起来旅行者1号探测器确实进入了一个不同寻常的“滞流”区域,这有点像是地球上的赤道无风带,这里介于两个半球之间,风力非常弱。

在过去的一年间,旅行者号携带的磁强计还有一个不同寻常的发现。它测量到在这一“无风带”区域,太阳磁场的强度几乎增强了一倍。这就像是在高速公路下匝道路口用挤成一团的汽车一样,在这一过渡区域显示的磁场增强显示来自外侧恒星际空间的粒子流正向内挤压太阳吹出的泡泡。

旅行者号探测器30多年来一路测量太阳风在内太阳系直至外太阳系和太阳系边缘的太阳风强度。一直到2010年年中,它测量到的太阳风粒子强度一直十分稳定,但在去年它发现这些粒子的分布密度开始出现下降,看起来它们正“泄露”进入恒星际空间。在目前的这一区域测量到的粒子密度仅有前五年平均值的一半左右。与此同时,探测器上的仪器测量到来自外侧恒星际空间渗入太阳系内部的高能电子的分布密度上升了超过100倍,这本身也是证明这一地区是太阳系边缘过渡带的一个证据。

罗伯特·代克(Rob Decker)是约翰霍普金斯大学的科学家,同时也是旅行者号探测器低能带电粒子设备科学家。他说:“我们利用旅行者1号探测器周遭空间的带电粒子流强度作为一个风向标,以此来判断太阳风的速度。我们发现这一区域的太阳风风速很低,表现怪异。我们甚至首次探测到太阳风倒流的现象。很显然我们已经进入一个全新的区域。很早之前科学家们便已经预言在太阳系的边缘应当存在一个‘滞流区’,但是我们已知不能确定其是否真的存在,但现在我们终于可以给出肯定的答案。”

旅行者1号和2号是一对传奇的双胞胎探测器,它们于1977年发射升空,30多年后的今天依旧保持着良好的工作状态。旅行者1号的姐妹旅行者2号也正运行在太阳系的边缘地带,距离太阳已有150亿公里远。(文/新浪科技)

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2011年12月8日星期四

NASA宣称:未来太空或出现数百颗新“地球”

美国航空航天局(NASA)日前通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外的首颗类似地球的、可适合居住的行星。记者据此连线NASA发言人约书亚·巴克,他表示,开普勒望远镜未来可能会发现数百颗像地球大小的行星。

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连线NASA 2000多颗候选行星中筛选出

巴克说,此次发现的“开普勒-22b”是NASA从2000多颗“候选”行星中证实的首颗太阳系外最类似地球的行星,位于天体“宜居带”的正中位置。

巴克介绍说,所谓的“宜居带”其实就是指行星距离恒星远近合适的区域,在这一范围内水可以以液态形式存在,由于液态水被科学家们认为是生命生存所不可缺少的元素,因此如果一颗行星恰好落在这一范围内,那么它就被认为有更大的机会拥有生命或至少拥有生命可以生存的环境。

除水之外,“开普勒-22b”行星的其他先天条件都非常良好:它与地球到太阳的距离相近,这保证它的地表温度不会过高或过低,约为21℃;它围绕恒星的公转周期是290天,运行轨道也类似地球。

巴克表示,找到宜居行星只是寻找外星生命的第一步。如果恒星周围普遍存在这类行星,“开普勒”将会发现数百颗像地球大小的宜居行星,那也就意味着生命可能在银河系内普遍存在;如果相反,则表明地球可能是唯一的生命站。

探索任务 开普勒望远镜 靠看亮度找宜居行星

巴克介绍说,此次发现的新行星属于NASA 开普勒项目的一部分。开普勒项目的主要任务就是寻找与地球相似的星球,找到我们所知道的生命有可能存在的地方,很有可能改变人类对宇宙的看法,有望从根本上改变人类对自身的认识。

2009年,美国发射了一个专门用于寻找类地行星的“开普勒”太空望远镜。该望远镜被发射至距地球大约721千米高的预定轨道,开始执行探索任务。

开普勒望远镜携带有高灵敏度的观测仪器,能够发现恒星细微的亮度变化,可计算出其周围可能存在行星,并推算出行星的大小等参数。

巴克介绍说,开普勒望远镜的设计寿命是4年,采用太阳能电池板。目前运行状况良好。

“开普勒”望远镜主要任务:在绕行太阳的轨道上,在大约10万个恒星系中搜寻类地行星。

外媒关注

“2.0地球 或成人类新家园引争议

英国广播公司BBC称,“开普勒-22b”简直是地球的“2.0版”。社会学家认为,随着地球人口越来越稠密,这颗宜居行星将来可以成为人类的新家园。而科学家们则对“新家园”的构想提出了质疑。

首先,“开普勒-22b”距离地球600光年,以现在的科技水平根本不可能进行如此长距离的远征。

其次,尽管它被认为“可能”存在水和陆地,但专家尚未确定这颗行星的组成成分。即便到了人类可以移民时,这颗行星上如有智慧生物,对人类来说也是一个难题。

路透社的报道称,这颗行星有可能总是保持“阳光明媚”的好天气,很可能有生命存在。这主要是由于它的自转规律使得它总有一面面向恒星。而法新社则认为,“开普勒-22b”虽然被确认为第一颗存在于太阳系外的宜居行星,但并不意味着那里就一定存在生命。

专家观点

开普勒-22b”难有高等生命

中国空间技术研究院研究员庞之浩上午接受本报记者采访时表示,人类亲自前往火星验证生命存在尚有难度,更不用说去往更远的类似“开普勒-22b”这样的遥远星球了。

现阶段,人们只能通过观测来初步断定某个星球是否适宜生命生存。

“像人类这样的高等生命如果能够看到宇宙中的其他星球,那么同理,这些星球的高等智慧生命也应该能够看到我们。如果这些外星球生命没有联系我们,则可以初步断定,这些星球上面没有我们期盼的高等智慧的外星人。”庞之浩说。

北京天文馆馆长朱进也认为,人类要想移民到“开普勒-22b”几乎不可能。目前,人类发射最远的探测器是上世纪70年代的“旅行者1号”,但飞了30多年,它现在才飞到冥王星附近,飞行距离也就是太阳系半径的千分之一,就目前的科技水平,人类离开太阳系至少要1万年。

庞之浩指出,目前我国还没有天文观测卫星,所以无法观测到“开普勒-22b”。

美加发现迄今最大的两个黑洞

据美国物理学家组织网12月5日报道,来自美国和加拿大的天文学家发现了迄今已知最大的两个黑洞,每个约为太阳质量的100亿倍。相关研究结果将发表在最新一期《自然》杂志上。研究人员利用多个地面天文台以及太空望远镜等设备,观测到了这两个巨大的黑洞,并获取了多个椭圆星系的详细光谱。

这两个黑洞分别位于两个星系的中央,其中一个黑洞位于狮子座星系团中最亮的星系NGC 3842内,自身质量为太阳质量的97亿倍,距离地球约3.2亿光年;另一个超大黑洞则处于距离地球3.35亿光年的NGC 4889椭圆星系里,质量与前者相当或更大。
  在此之前,已知的最大黑洞质量约为太阳的63亿倍,位于M87星系的中央。但比起这两个新发现的黑洞,可谓是小巫见大巫。新的超大质量黑洞不仅有能力吞噬行星和恒星,同时也能吸进小星系,此过程或会长达数十亿年甚至数百亿年。研究人员表示,这些黑洞“巨兽”很可能包含了上万亿个天体,藏匿于星系团的中心。
  新发现的黑洞为一般银河系内黑洞质量的2500倍,其视界可达地球轨道的200倍,或者冥王星轨道的5倍,而一般星系内黑洞的视界仅为水星轨道的五分之一。除了视界,每个黑洞还具有强大的重力场,影响范围可达4000光年。
  美国加州大学伯克利分校的天体物理学教授马中佩(音译)表示,这两个新的超大质量黑洞与年轻时的类星体的质量相近,可能是在类星体和超大质量黑洞之间缺失的一环。类星体广泛分布于早期阶段的宇宙,其通过吞噬大量气体和尘埃来“清理”附近的区域。
  作为论文的第一作者,尼古拉斯·麦康奈尔认为,这些黑洞或许能够阐明黑洞及其周围的星系自宇宙早期形成以来如何互相“培育”对方。而研究也表明,那些超大质量黑洞在大型星系中形成的过程和影响因素,与我们以前所知的较小黑洞并不相同。

2011年12月7日星期三

盘点七座环境最极端机场:南极海冰跑道居首(组图)

美国国家地理网站最近公布了世界上7座环境最极端的机场,其中包括南极洲冰跑道、不丹帕罗机场、挪威斯瓦尔巴机场以及苏格兰巴拉机场。在这些机场起降不仅需要出色的驾驶技术,同时也需要过人的胆量和勇气。

1 南极洲海冰跑道

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南极洲海冰跑道(Photograph by George Steinmetz, Corbis )

南极洲罗斯岛的美国麦克默多科考站,身穿毛皮风雪大衣的乘客走下C-17运输机。这里的海冰机场是7座最让人恐惧的机场之一,即使在条件最好的情况下,这种简易机场也处于不稳定状态,给起降带来不小难度。为麦克默多站运送物资补给的飞机往往选择在春季起飞,此时的天气环境比较适于飞机起降。12月,海冰开始走向脆弱,这个机场不复存在,飞机利用罗斯冰架上的另一条冰跑道起降。在气温寒冷的月份,这条跑道仍可以使用。

2 荷属安地列斯群岛萨巴岛机场

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荷属安地列斯群岛萨巴岛机场(Photograph by Jochem Wijnands, Picture Contact BV/Alamy )

萨巴岛是加勒比海的一座荷属小岛,岛上的胡安彻-亚拉斯奎恩机场令人望而生畏。航空专家班奈特-威尔逊表示,这座机场的起落跑道很短,波音737等大型飞机无法在这里降落。在这里起降的飞机通常是体积更小的涡轮螺桨飞机。威尔逊是飞机业主与飞行员协会媒体公关部门负责人,她说:“跑道的哪一端都是悬崖,下面就是大海,根本没有犯错的空间。在这座机场,每一侧的山脉都会形成上升与向下气流。这是一座面积极小的机场,如果没有出色的驾驶技术,千万不要冒险在这里的跑道上降落。”

3 不丹帕罗机场

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不丹帕罗机场(Photograph by Singye Wangchuk, Reuters )

喜玛拉雅山的存在让飞抵不丹帕罗国际机场成为一次令人惊心动魄的挑战,获得在这里降落资格的飞行员少之又少。但通过现代化的培训手段,即使要求最苛刻的降落也能安全完成。威尔逊说:“我觉得没有一名优秀的飞行员愿意承认自己不敢在这些极端的机场降落。借助于非常先进的3D模拟技术重建驾机飞抵这些机场的环境,顺利完成降落并非难事。训练能够提高你的自信。”

4 莱索托的马特卡纳简易机场

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莱索托的马特卡纳简易机场(Photograph courtesy Tom Claytor )

莱索托位于非洲南部,是一个多山的君主立宪国家。在这个国家,平坦的土地成为一种“稀缺资源”。马特卡纳简易机场海拔高度达到7500英尺(约合2286米)。在这里,你可以欣赏到通常乘坐飞机才能看到的美丽景象。在马特卡纳起飞的客机可能要从一个2000英尺(约合610米)高的悬崖陷落,而后才能起飞。听着不可思议,但在这里却是正常现象。这座机场的跑道只有1300英尺(约合396米),一般的飞行员都很难从这里驾机起飞,必须从悬崖下落,而后在下落过程中起飞。


5
挪威斯瓦尔巴机场

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挪威斯瓦尔巴机场(Photograph from Atlantide Phototravel/Corbis )

挪威斯瓦尔巴机场的路标,指向世界各地的目的地,全部位于斯瓦尔巴群岛南部。这座机场座落于朗伊尔城附近,是世界上最北端的商业机场,北极圈内的所有典型天气在这里都会出现。斯瓦尔巴群岛大约处在挪威大陆与北极中间的位置。北部海域经常结冰,船只无法通行,绝大多数游客从奥斯陆或者特罗姆瑟搭乘客机前往这座群岛。

6
法国库尔瑟维尔机场

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法国库尔瑟维尔机场(Photograph courtesy Jon Harbord )

法国库尔瑟维尔机场位于阿尔卑斯山的滑雪胜地,建在崖面上,高出海平面6588英尺(约合2008米)。007系列影片《明日帝国》惊险刺激的开场戏就在这里取景拍摄。航空与旅行作者威尔逊表示:“这是一条很短的跑道,建在群山之中。它是一个斜坡,在这里起落前必须充分了解山区的天气、降雪和风等因素。令人感到吃惊的是,跑道附近还有几条滑雪坡道。它并不是一个可以复飞的机场。根据规定,你只有一次降落机会,如果错过这个机会,就没有第二次机会,只能飞往其他机场降落。”

7 苏格兰巴拉机场

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苏格兰巴拉机场(Photograph from SJ Images/Alamy)

驾机飞往苏格兰巴拉岛的飞行员必须提前了解所有有关天气和空中交通的报告,同时还要密切关注潮汐变化这个不同寻常的因素。这个外赫布里底群岛简易机场可能是世界上唯一一条经常有商业航班在海滩上起降的跑道。巴拉机场的3条跑道都在特拉赫-姆霍沙滩上,其中一条在高潮时被海水淹没,无法使用。在一些人眼里,巴拉机场是他们必到的一个旅游目的地。威尔逊说:“像我这样的航空迷都希望到这里见识一下。”

2011年12月6日星期二

NASA宣布确认首颗适宜人居行星——“开普勒22-b”

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开普勒22-b”与其主星间的距离比地球到太阳的距离要短15%

NASA天文学家宣布已通过开普勒空间望远镜确认发现一颗类地行星,该行星名为“开普勒22-b”,距地球600光年,位于“适宜居住带”,环绕一颗与太阳类似的恒星运转,其大小为地球的2.4倍,行星上的温度约为22摄氏度。
“开普勒22-b”是迄今为止所确认的与地球最为相似的行星。“开普勒22-b”的公转周期为290天,“开普勒22-b”与其主星间的距离比地球到太阳的距离要短15%,不过其主星亮度比太阳要暗25%,这使得“开普勒22-b”有着可能留存液态水的适宜温度。不过,天文学家还不知道“开普勒22-b”是由岩石、气体还是液体构成。
该结果是在开普勒望远镜计划首次科学会议上公布的,与之同时公布的还有数量惊人的候选行星,开普勒望远镜目前已观测到的候选行星总数量已达到2326颗,其中有207颗接近地球大小。

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开普勒空间望远镜

开普勒空间望远镜被设计为观测一条固定宽度的夜空,这段空间里大约有15万颗恒星。当行星飞过其主星时,会使得主星的亮度发生极微弱的变化,而开普勒望远镜的敏锐度足以捕捉到这种变化。当开普勒望远镜察觉到这些微弱的变化并将它们列为候选行星后,这些候选行星会由开普勒望远镜和其他位于太空和地球上的望远镜做进一步观测以进行确认。

在将“开普勒22-b”从“候选行星”提至“确认行星”之前,开普勒观测团队已从望远镜中观测到了它的三次穿过。NASA艾姆斯研究中心(Ames Research Center)开普勒计划主观测员威廉·博鲁克(William Borucki)说:“探测到这颗行星是幸运女神的垂青。它首次穿过开普勒空间望远镜观测范围时,是我们宣布开普勒空间望远镜部署完成的第三天,2010年假期,我们见证了决定性的第三次穿过。”

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开普勒22-b”运行系统图解

2011年12月5日星期一

ESA在火星上发现大量水

欧洲航天局(ESA)的火星快车轨道探测器在火星表面底下发现了大量水。探测器拍摄的Phlegra Montes山脉雷达照片指示下面藏有大量的水冰,它将能为未来登陆火星的宇航员提供充足的水源。

Phlegra Montes山脉连接Elysium火山区和北方低地,但本身可能并不是起源于火山的造山运动,而是在区域构造力挤压下隆起形成。探测器携带的高清立体照相机显示,几乎每座山都被舌状岩屑坡环绕,地球上的类似地形发现有冰川在下面。因此科学家认为该地区下面可能也埋有冰川。NASA的火星侦察轨道器的雷达成像支持了这一说法。

2011年12月2日星期五

史上最著名的10个思想实验

思想实验是一种精神上的观念或假想,通常和谜语相似,是哲学家和科学家用以了解什么是大众思想的一种简单方法。他们的运用在如哲学和理论物理(理论物理无需做实验)等抽象领域是最为广泛的。他们像是为思想准备的一份大餐,最终给出复杂的答案。即使思想实验本身也会有无法理解的时候,这并不奇怪。下面是10个著名的思想实验,还有他们所要表达的哲学、科学和伦理意义。

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10
.电车难题(The Trolley Problem
“电车难题”是伦理学领域最为知名的思想实验之一,其内容大致是:一个疯子把五个无辜的人绑在电车轨道上。一辆失控的电车朝他们驶来,并且片刻后就要碾压到他们。幸运的是,你可以拉一个拉杆,让电车开到另一条轨道上。但是还有一个问题,那个疯子在那另一条轨道上也绑了一个人。考虑以上状况,你应该拉拉杆吗?
解读:
电车难题最早是由哲学家Philippa Foot提出的,用来批判伦理哲学中的主要理论,特别是功利主义。功利主义提出的观点是,大部分道德决策都是根据“为最多的人提供最大的利益”的原则做出的。从一个功利主义者的观点来看,明显的选择应该是拉拉杆,拯救五个人只杀死一个人。但是功利主义的批判者认为,一旦拉了拉杆,你就成为一个不道德行为的同谋——你要为另一条轨道上单独的一个人的死负部分责任。然而,其他人认为,你身处这种状况下就要求你要有所作为,你的不作为将会是同等的不道德。总之,不存在完全的道德行为,这就是重点所在。许多哲学家都用电车难题作为例子来表示现实生活中的状况经常强迫一个人违背他自己的道德准则,并且还存在着没有完全道德做法的情况。
9.空地上的奶牛(The Cow in the field
认知论领域的一个最重要的思想实验就是“空地上的奶牛”。它描述的是,一个农民担心自己的获奖的奶牛走丢了。这时送奶工到了农场,他告诉农民不要担心,因为他看到那头奶牛在附件的一块空地上。虽然农民很相信送奶工,但他还是亲自看了看,他看到了熟悉的黑白相间的形状并感到很满意。过了一会,送奶工到那块空地上再次确认。那头奶牛确实在那,但它躲在树林里,而且空地上还有一大张黑白相间的纸缠在树上,很明显,农民把这张纸错当成自己的奶牛了。问题是出现了,虽然奶牛一直都在空地上,但农民说自己知道奶牛在空地上时是否正确?
解读:
空地上的奶牛最初是被 Edmund Gettier用来批判主流上作为知识的定义的JTB(justified true belief)理论,即当人们相信一件事时,它就成为了知识;这件事在事实上是真的,并且人们有可以验证的理由相信它。在这个实验中,农民相信奶牛在空地上,且被送奶工的证词和他自己对于空地上的黑白相间物的观察所证实。而且经过送奶工后来的证实,这件事也是真实的。尽管如此,农民并没有真正的知道奶牛在那儿,因为他认为奶牛在那儿的推导是建立在错误的前提上的。Gettier利用这个实验和其他一些例子,解释了将知识定义为JTB的理论需要修正。
8.定时炸弹(The Ticking Time Bomb
如果你关注近几年的政治时事,或者看过动作电影,那么你对于“定时炸弹”思想实验肯定很熟悉。它要求你想象一个炸弹或其他大规模杀伤性武器藏在你的城市中,并且爆炸的倒计时马上就到零了。在羁押中有一个知情者,他知道炸弹的埋藏点。你是否会使用酷刑来获取情报?
解读:
与电车难题类似,定时炸弹情景也是强迫一个人从两个不道德行径中选择的伦理问题。它一般被用作对那些说在任何情况下都不能使用酷刑的反驳。它也被用作在极端形势下法律——就像美国的严禁虐囚的法律——可以被放在第二位的例子。归功于像《24小时》的电视节目和各种政治辩论,定时炸弹情景已成为最常引用的思想实验之一。今年早些时候,一份英国报纸提出了更为极端的看法。这份报纸提议说,如果那个恐怖分子对酷刑毫无反应,那么当局者是否愿意拷打他的妻子儿女来获取情报。
7.爱因斯坦的光线(Einstein’s Light Beam
爱因斯坦著名的狭义相对论是受启于他16岁做的思想实验。在他的自传中,爱因斯坦回忆道他当时幻想在宇宙中追寻一道光线。他推理说,如果他能够以光速在光线旁边运动,那么他应该能够看到光线成为“在空间上不断振荡但停滞不前的电磁场”。对于爱因斯坦,这个思想实验证明了对于这个虚拟的观察者,所有的物理定律应该和一个相对于地球静止的观察者观察到的一样。
解读:
事实上,没人确切知道这意味着什么。科学家一直都在争论一个如此简单的思想实验是如此帮助爱因斯坦完成到狭义相对论这如此巨大的飞跃的。在当时,这个实验中的想法与现在已被抛弃的“以太”理论相违背。但他经过了好多年才证明了自己是正确的。

6
.特修斯之船(The Ship of Theseus
最为古老的思想实验之一。最早出自普鲁塔克的记载。它描述的是一艘可以在海上航行几百年的船,归功于不间断的维修和替换部件。只要一块木板腐烂了,它就会被替换掉,以此类推,直到所有的功能部件都不是最开始的那些了。问题是,最终产生的这艘船是否还是原来的那艘特修斯之船,还是一艘完全不同的船?如果不是原来的船,那么在什么时候它不再是原来的船了?哲学家Thomas Hobbes后来对此进来了延伸,如果用特修斯之船上取下来的老部件来重新建造一艘新的船,那么两艘船中哪艘才是真正的特修斯之船?
解读:
对于哲学家,特修斯之船被用来研究身份的本质。特别是讨论一个物体是否仅仅等于其组成部件之和。一个更现代的例子就是一个不断发展的乐队,直到某一阶段乐队成员中没有任何一个原始成员。这个问题可以应用于各个领域。对于企业,在不断并购和更换东家后仍然保持原来的名字。对于人体,人体不间断的进行着新陈代谢和自我修复。这个实验的核心思想在于强迫人们去反思身份仅仅局限在实际物体和现象中这一常识。

5
.伽利略的重力实验(Galileo’s Gravity Experiment
为了反驳亚里士多德的自由落体速度取决于物体的质量的理论,伽利略构造了一个简单的思想实验。根据亚里士多德的说法,如果一个轻的物体和一个重的物体绑在一起然后从塔上丢下来,那么重的物体下落的速度快,两个物体之间的绳子会被拉直。这时轻的物体对重物会产生一个阻力,使得下落速度变慢。但是,从另一方面来看,两个物体绑在一起以后的质量应该比任意一个单独的物体都大,那么整个系统下落的速度应该最快。这个矛盾证明了亚里士多德的理论是错误的。
解读:
这个思想实验帮助证明了一个很重要的理论:无论物体的质量,不考虑阻力的情况下,所有物体自由落体的速率都是一样的。
4.猴子和打字机(Monkeys and Typewriters
另一个在流行文化中占了很大分量的思想实验是“无限猴子定理”,也叫做“猴子和打字机”实验。定理的内容是,如果无数多的猴子在无数多的打字机上随机打字,并持续无限久的时间,那么在某个时候,它们必然会打出莎士比亚的全部著作。猴子和打字机的设想在20世纪初被法国数学家Emile Borel推广,但其基本思想(无数多的人员和无数多的时间能产生任何/所有东西)可以追溯至亚里士多德。
解读:
简单来说,“猴子和打字机”定理是用来描述无限的本质的最好方法之一。人的大脑很难想象无限的空间和无限的时间,无限猴子定理可以帮助理解这些概念可以达到的宽度。猴子能碰巧写出《哈姆雷特》这看上去似乎是违反直觉,但实际上在数学上是可以证明的。这个定理本身在现实生活中是不可能重现的,但这并没有阻止某些人的尝试:2003年,一家英国动物园的科学家们“试验”了无限猴子定理,他们把一台电脑和一个键盘放进灵长类园区。可惜的是,猴子们并没有打出什么十四行诗。根据研究者,它们只打出了5页几乎完全是字母“s”的纸。
3.中文房间(The Chinese Room
“中文房间”最早由美国哲学家John Searle于20世纪80年代初提出。这个实验要求你想象一位只说英语的人身处一个房间之中,这间房间除了门上有一个小窗口以外,全部都是封闭的。他随身带着一本写有中文翻译程序的书。房间里还有足够的稿纸、铅笔和橱柜。写着中文的纸片通过小窗口被送入房间中。根据Searle的理论,房间中的人可以使用他的书来翻译这些文字并用中文回复。虽然他完全不会中文,Searle认为通过这个过程,房间里的人可以让任何房间外的人以为他会说流利的中文。
解读:
Searle 创造了“中文房间”思想实验来反驳电脑和其他人工智能能够真正思考的观点。房间里的人不会说中文;他不能够用中文思考。但因为他拥有某些特定的工具,他甚至可以让以中文为母语的人以为他能流利的说中文。根据Searle,电脑就是这样工作的。它们无法真正的理解接收到的信息,但它们可以运行一个程序,处理信息,然后给出一个智能的印象。

2
.薛定锷的猫(Schrodinger’s Cat
薛定锷的猫最早由物理学家薛定锷提出,是量子力学领域中的一个悖论。其内容是:一只猫、一些放射性元素和一瓶毒气一起被封闭在一个盒子里一个小时。在一个小时内,放射性元素衰变的几率为50%。如果衰变,那么一个连接在盖革计数器上的锤子就会被触发,并打碎瓶子,释放毒气,杀死猫。因为这件事会否发生的概率相等,薛定锷认为在盒子被打开前,盒子中的猫被认为是既死又活的。
解读:
简而言之,这个实验的核心思想是因为事件发生时不存在观察者,盒子里的猫同时存在在其所有可能的状态中(既死又活)。薛定锷最早提出这个实验是在回复一篇讨论量子态叠加的文章时。薛定锷的猫同时也说明了量子力学的理论是多么令人无法理解。这个思想实验因其复杂性而臭名昭著,同时也启发了各种各样的解释。其中最奇异的就属 “多重世界”假说,这个假说表示有一只死猫和一只活猫,两只猫存在在不同的宇宙之中,并且永远不会有交集。
1.缸中的大脑(Brain in a Vat
没有比所谓的“缸中的大脑”假说更有影响力的思想实验了。这个思想实验涵盖了从认知学到哲学到流行文化等各个领域。这个实验的内容是:想象有一个疯狂科学家把你的大脑从你的体内取出,放在某种生命维持液体中。大脑上插着电极,电极连到一台能产生图像和感官信号的电脑上。因为你获取的所有关于这个世界的信息都是通过你的大脑来处理的,这台电脑就有能力模拟你的日常体验。如果这确实可能的话,你要如何来证明你周围的世界是真实的,而不是由一台电脑产生的某种模拟环境?
解读:
如果你觉得这听起来很像《黑客帝国》,那么你说对了。这部电影以及其他一些科幻作品,都是在这个思想实验的影响下创作出来的。这个实验的核心思想是让人们质疑自身经历的本质,并思考作为一个人的真正意义是什么。这个实验的最初原型可以一直追溯至笛卡尔。在他的《Meditations on the First Philosophy》一书中,笛卡尔提出了能否证明他所有的感官体验都是他自己的,而不是由某个“邪恶的魔鬼”产生的这样的疑问。笛卡尔用他的经典名言 “我思故我在”来回答这个问题。不幸的是,“缸中的大脑”实验更为复杂,因为连接着电极的大脑仍然可以思考。这个实验被广泛的讨论着,有许多对于此实验前提的反驳,但仍没有人能有力的回应其核心问题:你究竟如何才能知道什么是真实? (来源)