自然

  

  通过望远镜观测雷暴天气的美宇航局科学家成功捕捉到从地球喷射到太空的反物质云 电子和正电子云穿过费米太空望远镜,造成其释放伽马射线雷暴向太空释放粒子束的示意图

  北京时间1月13日消息,美国科学家在利用太空望远镜观测雷暴天气时,意外地发现了从地面喷射到太空的反物质云。这一现象产生于雷暴在绕地球周围活动时内部发生的反应。

  美宇航局科学家在利用费米伽马射线太空望远镜观测世界各地的雷暴天气时,发现了反物质云。费米伽马射线太空望远镜可以研究地面伽马射线闪光(TGFs),当反物质能量从雷暴内部释放出来时,就会发生这种现象。据估计,世界各地每天大约会出现500次地面伽马射线闪光,但大多数探测不到,而在此之前,科学家也没对其进行过研究。

  科学家希望,这方面的研究将最终使他们对一种理论有深入了解,即反物质就存在于我们身边。美国佛罗里达理工学院的约瑟夫·德维耶说:“虽然费米太空望远镜无法看到雷暴天气,但它却通过磁场与其建立了联系。地面伽马射线闪光产生了高速运行的电子和正电子,接着,它们又来到地球磁场,撞击费米太空望远镜。”

  阿拉巴马大学费米伽马射线爆发监控小组成员迈克尔·布里格斯(Michael Briggs)在1月10日西雅图召开的美国天文学会会议上公布了这项研究成果。他说:“这些信号是雷暴可以产生反物质粒子束的第一个直接证据。”科学家长期以来就怀疑地面伽马射线闪光来自于雷暴顶端附近强大电场。

  他们表示,在合适的条件下,电场会变得足够强大,驱使电子向上流动。一旦达到接近于光速的速度,在空气分子的干扰下,这些高能电子会释放伽马射线。通常情况下,这些伽马射线作为地面伽马射线闪光被探测到。虽然费米太空望远镜设计用于观测宇宙中的高能事件,但它还能让科学家对这种奇异现象有重要的认识。

  自2008年发射以来,费米太空望远镜一直在观测整个天空和地球,迄今已发现了130次地面伽马射线闪光。美宇航局总部费米太空望远镜项目科学家伊拉纳·哈鲁斯(Ilana Harrus)说:“虽然在轨运行不到三年,但费米太空望远镜已经证明它是探测宇宙的奇妙工具。我们现在了解到,它可以发现距离地球越来越近的谜团。”

  反物质

  反物质是普通物质的镜像。正常原子是由带正电荷的原子核构成,而核外电子带有负电荷。

  反物质的构成与正常物质正好相反,具有带正电荷的电子和带负电荷的原子核。

  当物质与反物质相撞,两者会立即湮灭,释放出能量。

  自1931年英国物理学家保罗·狄拉克最早提出反物质存在的理论后,它就成了科幻作品的主题。

  在《星际迷航》系列电视和电影中,反物质反应堆驱动“企业”号进行太空之旅,而在《达·芬奇密码》姊妹篇《天使与魔鬼》电影中,藏匿在罗马的反物质炸弹成为电影的主线。

  据悉,科学家使用反氢激光物理仪器,冷却带负电荷的反质子,将其挤压至正电子云中。

  两种粒子结合形成反氢原子,磁场成功在六分之一秒内捕捉到反氢原子。(秋凌)

    来源:新浪科技
发表在栏目: 自然


彼得新发现的四个新系外行星。

 

科学网讯 北京时间1月5日报道,事实证明并不是所有的事情专业就比非专业做的要独到。近日,英国一位业余天文爱好者彼得(Peter Jalowiczor)利用空闲时间发现了4颗新的系外行星,令不少天文学家都对他钦佩不已。

今年45岁的彼得只是个英格兰南约克郡罗瑟勒姆的瓦斯工人。他没有望远镜,竟能够提供天文学家4颗系外行星存在的证据。这些新发现的行星被美国加利福利亚大学正式命名为HD31253b, HD218566b, HD177830c 和 HD99492c。他的这一新发现将发表在新一期的《天体物理学通讯》上。

彼得说:"对于天文学我一直都保持着浓厚的兴趣,为此还考取了两个与科学相关的学位,这次能成为这些行星的发现者之一,我自己也感到十分的激动与意外。"

据彼得介绍,每天夜里他都会用家中仅有的两台电脑,对加利福利亚大学2005年发布的过去十年中的天文数据进行分析,从2007年3月开始,彼得已花费数百个小时的时间用来计算、分析数据以及绘制图表。

加利福利亚的天文学家们也表示,当初发布空间数据,就是希望天文业余爱好者们,能通过这些数据实现自己的天文发现梦。

彼得通过多普勒光谱学(doppler spectroscopy)方法对系外的行星轨道进行分析,进而发现到了本是用大型天文望远镜才能观测到的新行星。彼得说:"发现了行星间轨道的微弱变化后,我立刻就将我的研究上传给美国加利福利亚大学。"

据专家介绍,行星在环绕轨道的过程中都会产生微小的摇晃,正是这种摇晃暴露了行星的存在。特殊的软件利用这个原理,可以在数年时间里计算出行星轨道中天体的尺寸,这就让科学家能够绘制出行星轨道的运行系统,并逐渐找到一些未被发现的新行星,

第一颗系外行星的发现由于外界的阻力而未在出版社发表,但是这并未影响其对更多行星发现的深远影响。自1995年第一颗系外行星被编入科研目录后,截止现在天文学家已发现系外行星515个,不过大都是同木星一样的巨大行星。

(科学网-kexue.com 蜘蛛侠)

发表在栏目: 自然
海盗1号探测器正在对火星北半球的克利斯平原(Chryse Planitia)进行探测

 

 

【搜狐科学消息】据国外媒体报道,美国国家航空航天局(NASA)的海盗号火星探测器30多年来近日首次在火星上发现了有机物。

据报道,该发现得益于2008年8月份的一份研究成果,在该成果中凤凰号火星探测器发现了高氯酸盐,而高氯酸盐是一种稳定的氧元素合成物。

阿塔卡马沙漠(Atacama Desert)位于智利境内,是目前公认的最干燥沙漠之一,同时也是地球上与火星环境最类似的沙漠。科学家通过对阿塔卡马沙漠中含高氯酸盐的土壤做了一项关键性的实验,结果发现了其中存在着受燃烧后的有机物,而这与科学家从地球污染物中分解出来的化学物一模一样。

美国宇航局艾姆斯研究中心的克里斯多弗•麦克凯伊(Christopher McKay)表示,海盗号火星探测器的研究成果颠覆了过去30年间人们认为火星上不含有机物的观念。但他提醒道,发现有机物并不能说明火星存在或曾经存在生命现象。

科学家此前曾设想火星缺乏有机物,但这与另外一项探索微生物生命迹象的实验相矛盾。该实验中,科学家将含营养极少的水添加进火星土壤中,然后监视土壤上方的空气,旨在研究添加的营养成分是否会进行新陈代谢。实验刚完成时仪器探测到了有气体释放,但是后续反应中却什么都没有。该结果至今仍保留着很大的争议性。

据了解,美国国家航空航天局计划将在11月份对火星上发现的有机物进行后续跟踪调查。(尚力)

发表在栏目: 科学
周二, 28 12月 2010 11:03

2010年“十大国际新闻”

海地发生强烈地震,国际社会紧急救援

  “天安”爆炸延坪炮击,东北亚局势剑拔弩张

  质子束流对撞成功,探索宇宙迈新步伐

  冰岛火山肆虐喷发,自然灾害不容小觑

  希腊债务城门失火,传染效应殃及欧洲

  墨西哥湾漏油,生态损害难以估量

  世界杯首赴非洲大陆,西班牙首捧大力神杯

  智利矿难救援难,不舍不弃创奇迹

  理解沟通欢聚合作,上海世博完美谢幕

  量化宽松振兴经济,损人利己广遭诟病

发表在栏目: 国际新闻

日前,本报报道了紫金山天文台将用“天河一号”模拟宇宙成长的消息,引起了众多读者的关注。神奇的宇宙成长模拟实验如何完成?通过实验天文学家能看到“宇宙”的什么?昨天,记者再次采访了中科院紫金山天文台的专家。

  计算机模拟的宇宙啥模样?边长45亿光年的立方体
  紫台专家已依托百万亿次超级计算机——“联想深腾7000”完成了一次大型模拟宇宙的试验。该项目的参与者之一、紫金山天文台研究员盘军就以这次试验为记者描述了在计算机上是如何实现宇宙成长模拟的。
  盘军说,在运算速度百万亿次的“联想深腾7000”进行的模拟实验中,科学家们建立了一个边长为45亿光年(约4千万亿公里)的立方体作为虚拟宇宙。“之所以建成这么大,是因为目前银河系的直径才8万光年,这个虚拟的‘宇宙’对于实验来说已经足够大。”
  超级计算机算些啥?算300亿个“暗物质”如何在引力作用下“折腾”
  立方体模拟宇宙建立起来后,科学家们往里面“放”300亿个虚拟粒子。盘军说,这300亿个粒子代表暗物质。在宇宙形成的最初,物质都是均匀分布的。因此,科学家在实验一开始也让这300亿个粒子在“宇宙”内均匀分布。随后,受引力作用,暗物质在“宇宙”中开始发生各种各样的运动变化,“这就是真实宇宙诞生的过程”。盘军说,利用超级计算机追踪这300亿粒子在引力作用下运动的细节,就能模拟出宇宙的成长。
  该项目的另一位参与者,紫金山天文台研究员冯珑珑告诉记者,整个“联想深腾7000”实验,模拟完成了宇宙140亿年的演变,用超级计算机跑了50多万个CPU小时,差不多相当于整整13天。通过对海量数据的分析,科学家们发现了很多以前未知的宇宙变化新特征,堪称用13天“看到”了宇宙140亿年。
  “天河一号”将重现超大质量黑洞的形成过程
  “联想深腾7000”的运算速度是百万亿次,而“天河一号”的速度将达到千万亿次。盘军说,这将完成更加复杂的宇宙成长模拟。因为真实宇宙中90%以上是暗物质,还有5%左右是构成生命和星体等的普通物质。
  在“天河一号”上进行模拟时,科学家们将在模型中放入代表普通物质的虚拟粒子,并在引力作用之外,加入电磁力、强力等。这样将模拟出一个更加真实的宇宙演变过程,在更大程度上帮助天文学家理解星系的形成和演化,以及超大质量黑洞的形成过程。
  他还透露,借助“天河一号”的超强计算能力,模拟实验中可加入更多的虚拟粒子,形成的模拟图像将更清晰,计算误差也将更小。而这一宇宙模拟实验也引起了国际学术界的关注,欧洲一家天文研究机构近期主动提出希望与中国天文学家联手完成相关科研。
    新闻附件
    “盘古计划”
  大约在140亿年前,宇宙中所有的物质都高度集中在比原子还要小的一点上,有着极高的温度,由此引发了一次大爆炸。之后,物质开始向外膨胀,形成一些基本粒子,在能量作用下,逐渐变成宇宙中的各种物质。星系团、星系、银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等天体和宇宙物质一一诞生,经过漫长的演变,发展成为当今的宇宙形态。

  这是全世界影响力最广的宇宙起源学说,但目前还仅仅建立在科学家的推断和简单印证的基础上。各国天文学家都试图进行深入研究,并想方设法模拟和还原出宇宙演变的全过程。中科院紫金山天文台、国家天文台、上海天文台和中科院计算机网络信息中心的中青年学者组成了“中国计算宇宙学联盟”,提出了大型宇宙学数值模拟计划“盘古计划”,计划依托我国自主研发的超级计算机,模拟宇宙140亿年演化的全过程。日前,该实验已在中科院超级计算中心的百万亿次超级计算机“联想深腾7000”上完成。据悉,这也是迄今为止全世界同等尺度上规模最大、精度最高的宇宙数值实验。
本文来自外星探索网,

发表在栏目: 科学

尼罗河两岸的灯火

南美安第斯山迎来早晨第一缕阳光
 
 

近日,一位在国际空间站工作的宇航员拍下了一系列关于地球夜色的高清照片。照片中,不同经纬度的各个城市灯光或明或暗,在漆黑的宇宙中形成绝美景色。

据英国《每日邮报》11月11日文章报道,这些景观图是由国际空间站中一位名为道格·韦洛克的宇航员在过去12天中拍下的。从照片中可以看出,欧洲、尼罗河两岸、北美、亚洲南部及很多海岸边的灯光最为璀璨,其中,伦敦、巴黎、纽约的灯光最集中。在英国北部靠近北极的地方还有一道绿色的极光。“在深邃的宇宙中看见这些来自城市与小镇的灯光,感觉妙不可言。”道格说, “我将无比怀念这个美好的景色。”

文章称,同时,这些照片也可以鲜活地反应出我们的能源使用。尤其是很多城市商务区的灯光24小时不闭,每条街道的每个路灯都彻夜长明。

发表在栏目: 国际新闻
图注:这是类星体PKS 1127-145的X光图像,它距离地球约100亿光年 版权:美国宇航局
图注:这是类星体PKS 1127-145的X光图像,它距离地球约100亿光年 版权:美国宇航局

  新浪科技讯 北京时间9月7日消息,据国外媒体报道,澳大利亚新南威尔士大学的物理学家研究显示,一个名为微细结构常数的物理学常数在不同的宇宙方向上存在细微的差 异,它或许将颠覆一种我们深信不疑的观点,那就是物理定律“放之宇宙皆准”。有关研究论文刊登在美国《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

  宇宙学中有许多具有争议性的话题,其中一个便是:为什么一些最基本的宇宙常数似乎偏好生命现象,从而创设了那些恰好适合生命成长的环境出来?微 细结构常数(常用α表示)便是这样的一个例子。这是一种电磁耦合力常数,其数值大约等于1/137.0359。如果α的值增大或减小4%,宇宙中的恒星将 不能够产生碳和氧,这样的结果便是宇宙中将不可能出现今天我们看到的生命景象。但是一项最新研究却显示了其中更加复杂的机理。科学家们发现,α的值在不同 的宇宙方向上,在数十亿年前,存在轻微差异。具体来说,其值在北半球天空稍小,而在南半球天空稍大。对此的一种可能解释是:微细结构常数可能在空间中存在 连续的变化,而其变化都对生命的存在意义重大。

  来自澳大利亚新南威尔士大学的物理学家约翰・韦伯(John Webb)和他的合作者调阅了两架望远镜的观测数据,以便研究微细结构常数(α)与空间变化之间的关系。他们使用的望远镜包括位于北半球夏威夷莫纳克亚山 顶的凯克望远镜(口径10米),以及位于南半球智利的欧洲南方天文台甚大望远镜(口径8米)。研究人员利用这些世界上最强大的望远镜对超过100个类星体 目标进行了观测。类星体是一种距离极为遥远但是亮度极大的天体,其强大的能量来自于其内部的黑洞。

  通过对类星体的光谱测量,研究人员可以获得其电磁辐射在高红移情况下的频率数据,通过这些数据我们可以得出其距离数值,比如距离地球大约100 亿光年。这些古老的光线在穿越茫茫太空时,会经过一些古老的宇宙尘埃云,其中一些波长的光线就被吸收,通过对光谱吸收线的分析,科学家可以分析出这些尘埃 云的化学成分。

  对这些尘埃云化学组成的分析将使研究人员得以进一步推算当时微细结构常数α的值,因为α本身便是对两个带电微粒之间电磁力作用大小的描述。作为 一种电磁力的耦合常数,α的值也和自然界的另三大基本力常数相似:强核力、弱核力以及引力。微细结构常数的物理学意义,其中最重要的一点,便是决定了原子 核对其外侧电子的束缚力大小。

  通过对南天、北天两架望远镜观测数据的对比,研究人员发现了一个奇怪的现象,那就是:南天获取数据推算出的α值要比目前所知的值大大约10万分 之一,而北天获取的数据推算出的α值则要比目前的值小大约10万分之一。这些“偶极”模型数据的统计学误差计算显示其“事发偶然”的可能性仅有大约 1/15000

  这一结果让韦伯和他的同事们非常震惊,因为这和1999年发布的精密测量数据结果是冲突的。当时的研究人员使用的是位于北半球的凯克望远镜,那 时候他们就已经注意到这样一个奇怪的现象,那就是:所观测的类星体距离越远(意味着年代越久远),α的值就越小。因此当科学家们利用智利的大型望远镜在南 半球进行观测时,他们也认为会出现一样的结果。但是数据却显示α的值出现了相反的增长趋势,这让他们措手不及,困惑不已。当他们终于排除了一切外来干扰和 误差的可能性之后,他们意识到他们看到的是α值在南天和北天的数值差异现象。

  因此,如果说科学家们仅仅使用了一个半球的望远镜进行观测,那么他们会注意到α的值具有时间上的变化,而当他们使用另一个半球的望远镜进行对比 观测时,他们会发现α的值还具有空间上的变化。这一发现具有重大意义,首先一点,它颠覆了一种我们深信不疑的观点,那就是物理定律“放之宇宙皆准”。这一 发现同时也与“爱因斯坦等效原理”不符,其结果暗示我们所处的宇宙可能要比我们原先设想的大得多,甚至可能是无限的。目前,科学家们将组织更精细的实验来 验证这一发现,并且看看微细结构常数上去的的进展是否能带领科学家们达到对于我们的宇宙的更深层次理解。

发表在栏目: 科学