自然


美发现最古老飞行昆虫印记化石

  新浪科技讯 北京时间4月9日消息,美国哈佛大学的研究人员发现了迄今为止最为古老的飞行昆虫身体印记化石,距今3亿年。这只飞行昆虫的身体印记保存在沙岩中。在《美国国家科学院院刊》上,哈佛大学比较动物学博物馆的理查德·克内克特及其同事报告了他们的研究发现。

  大约3.12亿年前,一只蜉蝣降落在热带涝原的泥淖上。这片泥淖恰好拥有完美的密度,保留下蜉蝣的完整身体印记,其中包括体节和爪印。由于暴发洪水,这片泥淖淹没在淤泥下,最后随着时间的流逝硬化,成为岩石。此前最古老的飞行昆虫印记化石年代可追溯到2.8亿年前至2.85亿年前之间。

  2008年,当时还是美国塔夫斯大学学生的克内克特在马萨诸塞州一个沿公路商业区后面树林的沼泽中发现了这块化石。当时,他正在寻找据信含有化石的岩层,一个露出地表的岩层引起了他的注意,最终发现了这块化石。克内克特说:“我拿起外缘上的一块岩石。由于长时间的风化侵蚀,岩石已经出现裂缝。我打开岩石,就像翻书一样,最后吃惊地发现昆虫印记。”

  昆虫是软体动物,死后会以奇怪的方式裂开或者卷曲,因此很难发现完整保存昆虫身体特征的化石。昆虫翅膀是古生物学家最常发现的部位。此次发现的飞行昆虫身体印记化石具有非常重要的意义。华盛顿特区史密森尼学会的古昆虫学家康拉德·拉班德拉博士表示:“绝大多数昆虫化石都不拥有大量体表细节。这块完整保存身体印记的化石具有很高的研究价值。通过这种化石,你能够了解昆虫附肢的移动,了解腿部的移动范围,获得一些通常无法从身体化石获得的信息。”拉班德拉并没有参与此项研究。

  证据显示化石中的印记是一只古蜉蝣留下的,它是现代蜉蝣的祖先。化石的发现将蜉蝣出现的时间进一步提前。研究小组成员、塔夫斯大学的雅各布·班纳和堪萨斯州大学的迈克尔·安格尔博士指出,这只古蜉蝣与其他飞行昆虫、不会飞的昆虫、两栖类动物、原始爬行动物以及包括一些与现代木贼属植物类似的古植物共同生活在热带地区。

  拉班德拉表示,有关昆虫的最古老证据来自于年代可追溯到泥盆纪的昆虫身体部位化石,距今4.18亿年。克内克特指出,唯一一块比古蜉蝣化石更为久远的完整昆虫身体印记化石是一只不会飞的昆虫,由同一个研究小组在同一地区发现,也就是在发现古蜉蝣印记化石之后。研究小组至少在这一地区发现了1000块化石,其中包括足迹化石,足迹可能是一只原始爬行动物留下的。克内克特说:“我们发现了大量有趣的化石,古蜉蝣印记化石只是其中之一。” (孝文)

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这张图片展示了浮冰虎鲸与众不同的捕猎行为。
 
(图片提供:Robert Pitman)
生活在南极洲海域的虎鲸想出了一条捕捉海豹的机智且致命的“毒计”。
当发现一只在大块浮冰上游荡的海豹后,成群的虎鲸便会冲向浮冰,它们的尾巴会协调一致地摆动,为的是产生一个波浪,进而将海豹打入水中。
如果它们在一开始无法成功,这些虎鲸会无情地折回来并送去一连串的波浪,它们甚至会改变浮冰的位置或破坏浮冰,以便增加成功的几率。
一旦这只倒霉的海豹落入水中,虎鲸会成群结队地追捕它直至将其杀死——鲸鱼会向海豹吹出大量气泡以使其晕头转向,并在水下拖拽它的后鳍足直至海豹因精疲力竭而溺亡。之后,虎鲸会用卓越的精度将自己的猎物肢解,并分享这顿美餐。
来自美国加利福尼亚州圣地亚哥市国家海洋与大气管理局(NOAA)下属西南渔业科学中心的海洋生物学家Robert L. Pitman和John W. Durban,日前在《海洋哺乳动物科学》杂志上描述了22次这种通过波浪冲刷的攻击方式。
研究人员以前只记录了5次这样用波浪冲刷捕猎的过程,并且他们假设这是一种不常见的情况。然而新的论文报告说,波浪冲刷方式显然是一群虎鲸主要的狩猎策略,研究人员将它们称为“浮冰虎鲸”,并且它们可能是独一无二的。
事实上,这种行为可能是这一群虎鲸最典型的特征。在2010年发表的一篇论文中,研究人员和同事描述的遗传学证据意味着至少有3个不同的虎鲸种群,而非像之前假设的那样只有一种。浮冰虎鲸属于他们所提出的新物种之一。
虎鲸又名逆戟鲸,是一种大型齿鲸,身长为8~10米,体重9吨左右,背呈黑色,腹为灰白色,有一个尖尖的背鳍,背鳍弯曲长达1米,嘴巴细长,牙齿锋利,性情凶猛,是企鹅、海豹等动物的天敌。有时它们还袭击其他鲸类,甚至大白鲨,是海中的霸王。(来源:科学时报 群芳)
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英国帝国理工学院等机构研究人员在最新一期美国《国家科学院学报》(PNAS)上报告说,他们发现了一个与酒量有关的基因。
英国研究人员说,他们分析了4.7万人的基因样本,这些人还通过回答问卷的方式报告了自己的酒量。结果发现,一个名为AUTS2的基因与酒量大小有关。该基因有两个不同版本,携带其中一个版本的人与携带另一个版本的人相比酒量平均低约5%。
动物实验也证明,AUT2基因影响酒量。研究人员将实验鼠按酒量大小分类,结果发现不同酒量的实验鼠体内AUTS2的活跃程度不同。
此前科学家曾经发现过一个与酒量有关的基因。那个基因能够指导合成一种酶分解酒精,因此可以说是从“硬件”上影响酒量。而本次发现的AUTS2主要在大脑中发挥作用,研究人员认为它与饮酒带来的愉悦感有关,因此可以说是从“软件”上影响酒量。
研究人员保罗·艾略特说,对新发现基因的进一步研究也许可以帮助开发控制酗酒的新方法。(来源:新华社 黄堃)
 
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教育部科技发展中心近日发布了2011年度“网络时代的科技论文快速共享研究”专项研究课题申报指南。有关事项如下: 
一、项目类别
本次专题共设12个研究方向,各申请单位可根据《网络时代的科技论文快速共享研究项目指南(2011)》结合自身专长自由拟题申报,每个项目的申请经费以8万元为限。
二、申请要求
1.申请单位限全国普通高等本科院校。
2.每个申请者只能申请一个项目,课题组参加人员不能同时参加两个以上项目的申请。
3.研究周期为一年。
三、申请办法
各高校可通过中国科技论文在线网站(www.paper.edu.cn)和教育部科技发展中心网站(www.cutech.edu.cn)下载申请书模版,并于2011年4月28日前将申请书电子版发送至 该E-mail地址已受到防止垃圾邮件机器人的保护,您必须启用浏览器的Java Script才能看到。 ,同时,将申请书原件一份报至教育部科技发展中心,过期不予受理。
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2011年3月29-30日,973计划有关水产基础研究的4个项目在湖北赤壁召开会议,研讨成立水产研究项目网络。
我国是世界上水产品产量最高的国家,水产品是我国唯一年人均消费量超过世界平均值的农产品。鉴于水产在农业中的重要性,973计划针对鱼类及贝类的功能基因组及分子育种、水产品的免疫防治和集约化养殖等先后部署了6个项目。本次会议上,973计划在研水产项目的首席科学家及部分学术骨干分别报告了各自研究的科学问题、工作进展及可共享数据及资源。与会专家一致认可水产研究项目网络的组织方式,并就项目网络的运行机制、数据共享及合作方式等方面开展了热烈的讨论,就实行轮值主席制和年度交流制形成了共识,同时深入研讨了水产研究中的重大科学问题。
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有一条远古时代的鱼,以她的名字命名
 
有一本全球古生物论文合集,以她的名义出版
 
最近她刚刚当选瑞典皇家科学院外籍院士,也是我国科学家第一次获得这项荣誉
 
她在接受记者采访时说:“这项荣誉并不属于我个人……”
见到新当选为瑞典皇家科学院外籍院士的张弥曼时,祝贺的话刚刚出口,张弥曼的脸上就掠过了一丝“惶恐”。
熟悉她的同行、学生,甚至记者,都知道她为人低调、不喜欢被采访。几年前,尽管她接受了英国《自然》杂志的采访,但从戴尔顿的文章中还是可以看出,采访进行得颇为“艰难”,他的文章中明确写道:“在采访过程中,当问及她的成就时,她总是避而不谈。”
因此,这次采访并未预约,凭着多年在所里走动,常常碰面并互致问候的老关系,记者抱着碰运气的心态,直接敲门而入。
张弥曼的一番话解释了她脸上的“惶恐”。她说:“听到这个消息的时候,我的心情真是很复杂,主要是觉得压力很大,我觉得我真是配不上这个荣誉。很多同行、学生都比我优秀,荣誉应该属于他们。”
中科院南京古生物所的周志炎,就是张弥曼心目中“做得比我好”的同行之一,几天前他也曾致电表示祝贺,了解到张弥曼的感受后,他安慰她说:“你就当自己是代表中国古生物学界,接受这个荣誉。”
于是,张弥曼对《科学时报》记者说:“我接受了这个说法,把这个荣誉当成是给中国古生物学界的共同荣誉。”
 
画鬼易,画人难
尽管不愿意谈自己,但谈起工作来,张弥曼还是颇有兴趣。10多年前,她将自己作了很长时间的泥盆纪鱼类研究,交到了年轻人朱敏手上,自己则转向了新生代鱼类的研究。
七八年前,时已年近70岁的张弥曼,亲自参与了青海野外考察和挖掘。
尽管对放手了的泥盆纪依然“很是眼馋”,但说起新开辟的新生代,张弥曼同样满怀热情。
张弥曼说:“从新近纪起,青藏高原开始隆升,对全球变化产生了很大影响。从古生物领域看,哺乳类动物研究在认识青藏高原隆升方面,占有重要地位。而鱼类则有它独特的地方。”
哺乳动物可以大范围迁移,鱼类的迁移则更多地受到水域的限制。哺乳动物反映的是陆地的变迁,鱼类则折射了水域之间的关系。从鱼类的研究中,可以看到湖、河之间相通与隔离的关系变化。
青藏高原不仅仅是地球上独一无二的高地,从这里流淌下来的水资源,也润泽了亚洲的广阔地区。南亚、东南亚的大多数河流,都发源于青藏高原。
几年前,张弥曼和她的同行发现了一种长着超常粗大骨骼的鱼——伍氏献文鱼。它来自青藏高原北部。在柴达木盆地的干旱化进程中,它很可能是当地“苦苦支撑到最后的鱼”。它粗大的骨骼是在三四百万年间,喝着高盐高钙的“石灰水”而形成的。它的出现,见证了印度板块与欧亚板块相撞、青藏高原隆升以及由来已久的干旱化进程。
“画鬼易,画人难”,张弥曼以一个形象的比喻,解释她在新生代鱼类研究中“如履薄冰”的心情。
“由于新生代年代比较近,大家都觉得不稀奇,因此写出的文章很难在影响较大的杂志上发表。也由于年代近,与现生鱼类会有更多相似之处,因此得出的结论,也更容易受现生鱼类专家的质疑,或者印证。必须格外谨慎、小心地对待研究过程与结论。”张弥曼说。
一条让人感动的鱼
上世纪90年代中期回国后,从张弥曼手中接过泥盆纪鱼类研究的朱敏,2009年在《自然》杂志上发表了他的成果——梦幻鬼鱼。
梦幻鬼鱼,一个很别致的名字,当年朱敏曾解释过这个名字的由来。这是一条在进化中处于过渡环节的鱼,古生物学家梦寐以求、寻找多年。很久以来,它存在于古鱼类专家的脑海中,他们在想象中反复勾勒它的形象。终于,这条鱼被朱敏的团队在更久远的志留纪地层中找到了。
这条鱼解释了为什么张弥曼对泥盆纪的鱼类难以割舍。
朱敏说:“有颌类的起源、鱼类登陆,都是脊椎动物演化上的大环节,重要的化石材料一直没有露面,因此,在这个领域很有可能因为一件标本的出现,打破旧有框架,这是很让研究者感到振奋的。”
显然,这是一个更令人期待的领域,有很多“热点”科学问题,在国际上有很高的显示度,也更有机会在《自然》、《科学》这样的国际顶级杂志上发表文章。
朱敏认为,张弥曼现在关注的重点很基础也很传统,包括亲手作不少现生鱼类的比较解剖学研究。这些重要的积累性工作着眼的是未来。
张弥曼的“割爱”之举,在时下的学界并不常见,朱敏心怀感激。记者在采访中接触了四五位张弥曼的后辈学者,在他们心中,总有那么一两件与张弥曼相关的事情甚或只言片语,令他们感激、难忘。
中科院古脊椎所所长、美国科学院外籍院士周忠和,并不是张弥曼的学生。而当年他无论是从古鱼类艰难转行到古鸟类还是去美国留学的阶段,张弥曼都给予他热情的帮助和支持。
周忠和说,1992年,张老师帮他联系参加了一个有全额资助的国际会议,她要看看他写的英文摘要。看完后她仔细询问摘要是不是他自己写的,有没有人帮他修改过,并主动提出如果他想出国留学,她可以写推荐信。这在当时对周忠和确实是个不小的鼓励,因为他早听说她不是对谁都答应写推荐信的。
“1999年,我在美国即将博士毕业,想回国工作,当时我不符合‘百人计划’的条件。在这件事上,张老师帮我和有关部门解释、沟通,最终我破格入选‘百人计划’。”周忠和回忆说。
爱惜人才,就会“不拘一格降人才”。张弥曼的大弟子于小波,在“文革”中没有机会上大学。张弥曼“破格”将他收在门下,最终使他有机会取得耶鲁大学博士学位。
“男儿有泪不轻弹”,而20年前,张弥曼的一封信,使正在美国学习的苗德岁流下了眼泪。上世纪80年代后期,国内一片“人才外流“的忧虑,在芝加哥大学学习的苗德岁给张弥曼写信,希望延长留学时间,在芝加哥继续做博士后。
在当时的背景下,有人认为,苗德岁的请求不会被批准。而张弥曼的回复出乎他们意料。
苗德岁说:“真正让我感动的,不是张老师的批准,而是信里的话。”
张弥曼在信里写道:我们期待着你将来学成回所工作。如果由于家庭和事业发展等方面的因素,最终你决定不回来,我也希望你能记住我们这个研究所,就像我们会永远记住你一样。
“当时我惊呆了,我第一次感动地流下了眼泪。也是因为这几句话,20年来,我一直把自己当做古脊椎动物与古人类研究所的一员。”苗德岁说。
2006年,在张弥曼70岁生日之际,朱敏将一项鱼类起源方面的重要发现,献给了自己的老师,这就是发表在《自然》杂志上的——晨晓弥曼鱼。
一位有“争议”的淑女
张弥曼语音平缓、轻柔,笑容纯净、亲和。《自然》杂志主编在描述她时,称她为“中国淑女”。对这种描述,熟悉她的人却并非人人赞同。在她温和的眼睛里,蕴含着几分刚强和理性。即便是记者,也能得出这样的看法,她不是传统意义上的中国淑女。
在瑞典留学期间,她给同行留下了这样的印象。
沃德林认为,不说过头话的作风,使张弥曼的数据资料更可信。她不会越出证据说话,从不夸张。因此,当她说什么的时候,你就信。
这种看法与周忠和不谋而合。
周忠和说,她从不乱说话,但关键时候,她敢说话,因此她的话很有威信。
《自然》杂志的记者没能从张弥曼口中得到更多信息,但从周围人那里,找到了他需要的。
戴尔顿表示,虽然同行们经常谈论张弥曼为人温和、热情的一面,可大家都承认她也有“铁血”和坚强的一面。
上世纪50年代末期,张弥曼到哈萨克斯坦的一个危险地区,为野外实习打前站。当时,那里敌视外来人,旅馆也不接待外国人。了解这段经历的北京大学古生物学家高克勤说,为了要个房间,她坚持跟人家理论,并拍着衣兜说,“我有钱,我有钱!”她的坚定与无所畏惧,使她最终得到了那个房间。
张弥曼重视写作,在周忠和还是学生的时候,她曾主动借给他几本鲁迅的著作,叮嘱他打好写作功底。
张弥曼自己也喜欢写作,记者读过她的几篇“闲文”,写故乡、写抗战时期逃难经历、写大学生活。她的文章清秀、生动,读起来颇感愉悦。
在《逃难》中,她对自己有一个评价:我已经到了随心所欲不逾矩的年龄,虽然实践上还差得很远……
瑞典皇家科学院成立于1739年,是瑞典最高学术机关和最大的科学中心,在世界上与英国皇家学会、法兰西科学院和前苏联科学院齐名。
该学院目前包括大约420名瑞典院士、175名外籍院士。
从建院起,瑞典皇家科学院院士一直是终身制。到20世纪70年代初,瑞典皇家科学院进行了改革,新的改革措施规定,老院士一过65岁,即可增补一名新院士,老院士依然可以保留院士身份。
《科学时报》 (2011-04-07 A1 要闻)
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当现实生活中出现男人女性化和女人男性化的现象时,人们或许会感到不习惯。但美国一项最新研究成果显示,近几百年来,至少在颅面特征上两性的差异已变得越来越不明显。
美国北卡罗莱纳州立大学研究人员对两组人类头盖骨进行了对比分析,其中包括200具来自西班牙的人类头盖骨。这些头盖骨一部分是由一位医生在19世纪收集,另一部分则是从一个16世纪至17世纪的古墓出土。此外,研究人员还研究了50具来自20世纪葡萄牙的人类头盖骨。
研究人员发现,现代男女的颅面特征差异比起16世纪时更小。换句话说,男女的颅面特征随着时间推移变得越来越相像。在这一过程中,女性颅面特征的变化更为明显。例如,现代西班牙女性的脸部结构要大于16世纪同一地区女性的脸部结构。这一变化可能是由于现代人营养更丰富,或可能由环境因素造成。
通过对比,研究人员还发现,西班牙与葡萄牙人群在两性颅面特征差异的变化上非常相似。这表明,通过分析头盖骨结构来区别西班牙人骸骨性别的方法对其他地区人种的遗骸也同样适用。
主导这个研究项目的美国北卡罗莱纳州立大学人类学副教授安·罗斯说,增进人们对不同地区人类颅面结构的认识,可以帮助人们了解更多有关骸骨的知识,甚至帮助人们根据骸骨辨认死者的性别,这在犯罪调查或学术研究方面都很重要。
这一研究成果发表在最新一期学术期刊《国际法医学》上。(来源:新华网 高原)
 
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瘙痒人打架:能否取得恐龙虱子更具侵略性?
虱子让恐龙非常的愤怒(科学网-kexue.com 配图)

  科学网(kexue.com)讯 提起史前霸主恐龙,更多的人联想到的是它那反复无常的脾气,一旦让它不满意,其他动物就可能遭受灭顶之灾。科学家们经过研究后发现,恐龙坏脾气的主因是它饱受虱子的骚扰。而根据最新的DNA研究发现,哺乳动物和鸟类早在恐龙灭绝前就开始广泛存在于地球上了。

  科学家们通过最新的昆虫DNA研究后发现,虱子早在6500万年前就开始了自己的进化,而当时恐龙还统治者整个地球。这项新的研究还表明,哺乳动物和鸟类出现进化和多样化远比人类此前预料的早的多。

  伊利诺伊大学的凯文-约翰逊(Kevin Johnson)博士说道:“在恐龙灭绝之前,鸟类和哺乳动物就开始了进化。这出乎了此前人类的预料。”约翰逊博士和他的研究小组是通过虱子的进化家谱得到的上述结论。

  伦敦自然史博物馆的文森特-史密斯(Vincent Smith)博士说:“虱子就是活化石,他的进化改变了人们此前的观点,认为恐龙时代鸟类和哺乳动物都是非常少的。但是如今的DNA证据却说明,在恐龙灭绝之前,鸟类和哺乳动物已经迅速的填充了恐龙在海洋、陆地和天空中的生态位置。”

  约翰逊博士说:“很多人说鸟类是恐龙(翼龙)的后裔,我想说的是原始鸟类继承的不是恐龙的羽毛,而是恐龙身上的虱子。”

  (科学网-kexue.com 卡卡西)

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  美国科学家在《柳叶刀·神经病学》杂志上表示,使用基因疗法治疗帕金森病首次在临床上取得成功。

  帕金森病病患丘脑下核中一种化学物质γ-氨基丁酸(GABA)的浓度会减少。英国帝国理工学院的基因疗法专家尼克勒斯·马萨拉基斯领导的研究团队制造出了一种病毒,该病毒能使用一个基因来“感染”细胞,增加患者体内GABA的浓度。

  研究人员将该病毒注入22名病患的大脑内;另外23名病人则接受“假手术”,让他们误认为自己注入了该病毒。研究人员通过对这些病人手术后6个月的运动功能记录后发现,接受基因疗法病人的运动能力提高了23.1%;接受“假手术”病人的运动能力提高了12.7%。

  马萨拉基斯表示,得到的积极结果“非常令人鼓舞”,不过,接受基因疗法和未接受基因疗法病人的运动能力改进之间差别仅为10.4%,并不明显,还需要在更多病人身上测试该疗法的效果。

  英国帕金森协会研发主管米歇尔·嘉德纳说:“这项研究表明,基因疗法可以治疗诸如帕金森病等神经疾病,但我们不知道其疗效可以持续多长时间,也不知道在人脑中注入病毒后是否会带来长期影响,所以,未来还需要更进一步的研究。”

  基因疗法的安全性一直遭受质疑,1999年,美国一位名叫杰西·格尔辛基的18岁青年死于采用缺陷型腺病毒载体的基因治疗临床试验,成为全球首位由基因治疗导致丧生的患者。而进行本次实验的科学家表示,他们的过程非常安全。(刘霞)

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可能代替暗能量的泡泡宇宙假说或被排除

  利用哈勃太空望远镜,美国国家航空航天局(NASA)以迄今最精确参数重新计算了宇宙扩张率之后,排除了一种可能代替暗能量的泡泡宇宙假说。研究结果将发表在4月1日出版的《天体物理学杂志》上。

  宇宙正显出以越来越大的速率在膨胀。一种暗能量理论认为,这是因为宇宙中充满了暗能量,通过与万有引力相反的方向对星系推动造成的;而另一种替代暗能量的泡泡宇宙假说认为,这种景象可能是个幻觉,如果我们生活在一种跨越80亿光年且包含着邻近星系的巨大泡泡中,且处于离泡泡中心较近位置,就会看到星系之间的距离在加速拉开。

  泡泡爆裂

  而现在,天文学家改进了对宇宙当前膨胀速度的测量,能够证明泡泡宇宙假说是错误的。该研究由太空望远镜科学研究院(STScl)的亚当·里斯和马里兰州约翰·霍普金斯大学共同领导,超新星Ho物态方程小组(SHOES)进行的这次测量,提高了哈勃常数的精确度,使其在观察暗能量变化时更为精确。研究小组将当前宇宙的膨胀率数值的不确定性降低到了3.3%,与上次在2009年时的测量相比,误差减少了30%。

  哈勃常数是河外星系推行速度同距离的比值,可以表示宇宙膨胀率。他们算出的新值为73.8公里/秒·百万秒差距,这意味着一个星系距离地球每增加百万秒差距(3.26百万光年),它离我们而去的速度每秒就增加73.8公里。

  暗能量是现代物理学关于宇宙的最神秘问题之一。对此,爱因斯坦曾构想出一种推动力,称为宇宙常数,以抵消万有引力的作用而保持宇宙稳定。到1929年天文学家爱德温·哈勃发现了宇宙在膨胀后,他也放弃了这种观点。此后直到1998年,两个研究小组发现了暗能量的观察证据,里斯领导的研究小组就是其中之一。

  由于暗能量的令人费解,许多科学家开始构想其他的解释,其中就包括宇宙泡泡理论。该理论认为,低密度的泡泡会比围绕它的质量更大的宇宙泡泡扩张得更快。对于泡泡内部的观察者来说,就会显出好像是有一种暗能量的力量正在将整个宇宙推开。泡泡假说要求宇宙的扩张率比天文学家所计算的更慢,大约60公里/秒·秒差距到65公里/秒·秒差距。根据里斯小组报告,他们把哈勃常数值的不确定性降低到3.3%后,已经排除了所有关于更低数字的质疑。

  合作研究人员德州农工大学卢卡斯·马克利解释说:“泡泡理论的最大挑战是,它要求我们必须生活在离泡泡中心很近的地方。自从我们知道有某种神秘的东西在给宇宙加速以来,虽然只发生了约百万分之一的变化,但却向我们指出更准确的方向。”

  追踪暗能量

  里斯对暗能量一直追踪研究了13年。他发现的遥远Ia型超新星比预期的更加昏暗,这意味着它们比预期的更加遥远,从而发现了暗能量的存在。他认为,造成这一现象的唯一原因是,宇宙的扩张在过去某个时候被加速了。

  在此发现之前,天文学家们普遍认为,由于星系间万有引力的吸引作用,宇宙扩张正在逐渐慢下来。但这一结果暗示着,有某种神秘的力量正在反作用于万有引力,以越来越快的速度猛推着星系互相远离。

  里斯认为,缩小暗能量范围的最佳方式是测出更精确的哈勃常数值。用仪器测量宇宙膨胀率可不像用卷尺测量自家的门厅,在两端放下尺子就行了。研究小组首先必须确定恒星之间或近或远的准确距离,再用星系退行(由于空间扩张所表现出的后退)速度和这些距离相比,然后用这两个值算出哈勃常数。

  由于无法实际测量星系距离,必须找到一种“宇宙的尺度”作为相对参照物,通过比较它们的真实亮度和从地球上看来的相对亮度而推断出它们的距离。在可靠的宇宙标尺中,里斯小组同时选择了造父变星和一种称为Ia型超新星的爆发恒星,它们爆发的亮度都非常相似,足以照亮遥远的宇宙。通过将Ia型超新星显出的亮度和脉冲星造父变星相比较,天文学家能准确地测出它们的内部亮度,由此计算出Ia型超新星与宇宙中各个星系的距离。

  在过去80年里,众多天文学家一直在测量哈勃常数,里斯也是其中的一位。哈勃望远镜在帮助天文学家精确测量宇宙及其膨胀方面发挥着重要作用。它在1990年发射以前,常数的估计值也曾经历过一些变化,1999年再次将误差减小到约10%。研究小组认为,在哈勃测量乏力之前,继续使用这种方法还能把不确定性再减少一半,使暗能量的性质更加凸显,有助于天文学家对宇宙性质的估计更准确,更多了解宇宙形状、早期宇宙中的中微子或其他幽灵粒子等。此后就需要能力更强的詹姆斯·韦伯太空望远镜来发挥能力了。

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