先驱者10号探测器飞离太阳系效果图
近日,美国航空航天局先驱者10号和11号探测器的科学家们似乎解开了困扰了三十年的一个难题,这个神秘的问题被科学家称为“先驱者异常”,即先驱者10和11号探测器出现异常减速现象。而科学家原先认为,这可能是宇宙空间中某种未知的物理现象或引力场作用的原因。然而,根据美国宇航局最新的分析:这可能是由于先驱者10/11号探测器上放射性电池异常发热所致。
1972年美国宇航局发射的先驱者10号和次年的先驱者11号,主要任务是探索小行星带,木星,土星以及他们的卫星群,这些任务都在几年内就能完成了,而先驱者探测器还是在完成任务后继续向太阳系外飞去,而美国宇航局喷气推进实验室负责与探测器进行无线电联系,并接收探测器沿途发现的数据。在1980年,天文学家约翰安德森完成了一个极为复杂的算法,使得后来喷气推进实验室的科学家可以使用探测器的无线电数据来研究太阳系外围的引力影响。
但它似乎没有发挥应有的效果,或者说,约翰安德森注意到利用这种算法可以预测到在多普勒频移之间存在极小的差异。而来自先驱者探测器的无线电信号显示也证实了这个差异。这个数值上差异大约是重力加速度的100亿分之一倍,数量级在-10次方。这个极为微小的差异,使得科学家们在随后的几十年内不断地提出各种解释,有的科学家认为,这是由于在如此远的宇宙空间内,引力的性质可能存在微小的变化,因此需要修正我们的引力理论才能找出答案。
但直到过去几年的中,科学家才发现先驱者探测器上的放射性同位素热电机最有可能是罪魁祸首。具体的说,探测器上的同位素热电机产生电能的同时,也将其余的热量辐射到宇宙空间中,而辐射量的不均匀性,会导致在探测器周围的某个方向上的热量比其他方向的上多。当科学家得出在猜想后,就要进行详细的计算,以验证在种辐射量得不均匀性会产生多大的影响,结果表明:只要有5%的辐射差异,就可能导致“先驱者异常”的现象发生。
来自加拿大的一名程序员尤托特和喷气推进实验室的科学家斯拉瓦共同在2010年的4月将这个想法写成书面材料。但是,喷气推进实验室的部分科学家认为:如果在异常是由于探测器的热辐射量所造成的,那么在异常将随着同位素电机中钚的衰变而逐渐消失。而且这个问题喷气推进实验室也曾考虑过,早前关于热辐射量的科学家表示计算结果并非如此。
然而,在去年,意大利研究人员洛伦佐发表了一篇论文,主要论述的是“先驱者异常”现象并不是由行星的引力或者引力在大尺度宇宙空间中表现出未知的特性所致。洛伦佐详细研究了先驱者探测器路线上三个海王星卫星的轨道参数,分别是海卫一(Triton),海卫八(Proteus)和海卫二(Nereid),其中海卫一的质量最大。结果显示:轨道参数没有显示出类似的扰动。在2011年4月,葡萄牙科学家费德里科与其同事里斯本核研究所等离子体实验室中,使用计算机进行建模分析,结果显示:先前的热计算模型存在错误,也就是说,探测器同位素电机在探测器周围贡献的热辐射量的公式存在问题。
具体来说,费德里科在重新考虑并设计了相关模型后认为:热辐射量的问题不仅仅是放射性同位素电机产生,虽然说这部分辐射量是较大的一部分,但是,也应该在考虑这些热辐射量作用在探测器外部各个结构上所产生反射作用,也就是说,探测器外部结构所反射的微小热辐射量将对结果产生重大影响。目前,喷气推进实验室科学家斯瓦拉和其他同事对先驱者探测器传回的数据记录进行搜索分析,新的报告认为:先驱者探测器存在的异常减速现象正是由于这个原因产生的。
更有趣的是,目前所有的分析进展似乎与十几年前分析方向相反,过去的分析方向一直认为是引力在其中扮演了重要作用,目前的结果还发现:这个减速的量化指标与钚-238的衰变指数相当,而钚-238也正是探测器上放射性同位素的原料。所以,喷气推进实验室最新的结论认为:困扰任务小组将近30年的“先驱者异常减速”现象则是由放射性同位素电机产生的探测器周围空间辐射各向异性所造成的。目前正在提交美国宇航局进行最后的审定。(Everett/编译)
超薄材料石墨烯,可用于制造速度超快的电子元件
科学网(kexue.com)讯 新一代电脑和智能手机要如何升级,才能运行得更快?英国科学家现在可以告诉你,如果用世上最薄物质石墨烯来制造,便可以制出"超快"电子产品。
据科学网(kexue.com)了解,英国曼彻斯特大学科学家诺沃肖洛夫和海姆,在2004年发现仅为单一层碳原子的石墨烯,并凭有关研究夺得去年诺贝尔物理学奖。二人把石墨烯置于真空,以观察电子流动速度。
石墨烯是立基于石墨的化合物,比刚相比更轻、更坚固并且更柔软
在真空下,电子只可通过石墨烯,无别处可流。结果发现,电子在石墨烯中流动性很大,传送速度达每秒1,000公里,较现时用来制造电脑晶片的矽快30倍,某程度上快如光子。研究结果刊于《自然物理》期刊。
石墨烯早于1947年被认定为假设性物质,多年来科学家都认为它不可能分隔出来,指如此薄的晶体会不稳定。但是,诺沃肖洛夫和海姆某天用胶纸把石墨(铅笔的铅)上的碳一层一层黏走,成功剩下仅一层原子厚的石墨薄片,即石墨烯。石墨烯具有传电极快,导电性和导热性高的特性,而且十分坚硬。所以要想使电脑和手机进一步升级,运行更快的话,指日可待。
(科学网-kexue.com 玛格)
环状气体云中含有大量的各种星际气体
近日,由美国加州理工学院牵头的两个天文学家小组发现了一个宇宙中惊人的区域,在距离地球120亿光年的宇宙深处发现了一个有史以来探测到的最大最远的关于水的踪迹,科学家将其称为“巨型海洋”,其存在于一个类星体中,而类星体则是宇宙中最亮最猛烈的一种天体。天文学家探测到这个“巨型海洋”由水蒸气构成,总体含量相当于地球上海洋含水量的140兆倍,质量相当于太阳质量的10万倍。这证明了一个事实:水在宇宙中真的是无处不在。
据美国宇航局喷气推进实验室科学家马特布拉德福德介绍:由于这颗被探测到的类星体距离地球极为遥远,其发出的光花了120亿年才到达地球,也就是说,这个图像是宇宙诞生后16亿年左右就已经发生了,这同样也说明了,由于这颗独特的类星体周围出现大量的水蒸气看出,在早期宇宙中就已经存在水,而且可以推理出,水在整个宇宙中应该是无处不在。由马特布拉德福德牵头的其中一个研究小组将这个类星体的发现拟成论文《发现水蒸汽位于高红移类星体》,已经发表在《天体物理学》期刊上,并得到巴黎天文台和法国国家科学研究中心、法国毫米波射电天文研究所支持。
APM 08279+5255类星体艺术效果图
上图显示了艺术家笔下的类星体,或者说一个正在进食的黑洞,类似于APM 08279+5255,天文学家在其中发现了大量的水蒸气,气体和尘埃可能形成一个环状的结构围绕着黑洞,在往外则是带电气体云包裹着。X射线猛烈地穿过环的中央,向宇宙空间喷射,整个环面尘埃带发出极强的红外辐射。
类星体的能量一般由其内部的一个巨型黑洞控制,黑洞在吞噬周围的气体和尘埃盘的同时,也释放出强大的能量。两组天文学家都观测到了APM 08279+5255类星体出现这种现象,其内部隐藏的巨型黑洞质量达到太阳质量的200亿倍,产生的能量相当于1000兆个太阳。
自天文学家预测水蒸气会存在于早期宇宙,所以这个关于水蒸气的发现并不是一个特别大的惊喜。这个银河系中的水蒸气含量比这颗类星体要多4000倍,但是银河系中的水蒸气都是以冰的形式存在。不过,水蒸气是一个重要的微量气体,揭示了类星体的性质。在这个类星体中,水蒸气分布在黑洞的周围,形成气体结构横跨了数百光年。但是以天文学的标准,这个庞大的气体云显示出异常的温度和密度。虽然气体云是个非常寒冷的地方,温度只有零下53°和比地球大气低300兆倍的密度,但是其仍然比银河系的气体云温度要高出5倍,密度高出10到100倍。
探测数据表明,在类星体周围的气体云中,水蒸气是众多气体的一种,但其存在也表明了类星体周围的水蒸气处于X射线和强烈红外辐射的照射中。而强烈辐射与水蒸气的相互作用揭示出了巨型气体云的相关属性,以及类星体如何对其产生影响。这种影响表现在,辐射强度如何加热周围气体云等。此外,天文学家还发现,通过测量水蒸气和其他分子(一氧化碳),可以推算出这个巨型黑洞还能通过吞噬气体,并最终演化成6倍于目前体积的超大质量黑洞。但最后会不会实现,还不得而知,因为气体云回凝结并提供给新的恒星形成,也可能脱离类星体。
布拉德福德于2008年开始这项观测,使用加州理工学院的亚毫米波10米口径的望远镜。其中有一个极为敏感的摄谱仪,需要冷却到绝对零度以上0.06摄氏度。可以对来自类星体的光进行毫米波段的分析,介于红外和微波波段之间。光谱范围是以往光谱仪的10倍。天文学家针对这个现象提出了后续观测任务,使用南加州的毫米波阵列望远镜进行进一步研究。
本次重大的发现也再一次强调了毫米波和亚毫米波观测是一个非常好的研究方法。这个领域在过去的20-30年内发展迅速,该研究的一位科学家正在参与智利阿塔卡马沙漠一个25米口径的望远镜建设。使得天文学家能发现宇宙中早期星系,并通过对水蒸气以及其他痕量气体的研究,发现原始星系的奥秘。
而另一组科学家则在加州理工学院物理学高级研究员Dariusz Lis牵头下,使用法国阿尔卑斯山上的干涉望远镜观测这个“巨型海洋”黑洞。早在2010年,该团队就已经发现APM 08279+5255频谱中存在氟化氢的痕迹,接着一个无心插柳观测,又发现这个类星体中存在水的光谱信号。这个信号是水由高能态跃迁到低能态所释放出的辐射。Lis研究小组只发现了一个单一的信号,而使用亚毫米波10米口径望远镜的布拉德福德则观测到许多频率上都存在水的痕迹,也正是通过这个信息,布拉德福德小组计算出了类星体周围的气体物理特性和水蒸气的总质量。(Everett/编译)
洞内的巨型晶体在数千年前形成
由于附近存在一个温泉,导致洞内温度极高,地质学家最长只能在洞内停留10分钟
两名墨西哥矿工在搜寻铅矿时发现巨大的水晶洞,置身其中,你放佛来到超人的北极秘密基地。这些水晶洞位于墨西哥奈卡地下,洞内的白色石膏晶体在数十万年内一直以蜗牛般爬行的速度生长。
水晶洞让人不免联想到超人的北极秘密基地
在发现惊人的水晶洞后的10年时间里,科学家一直恳求墨西哥政府向联合国教科文组织申请,将水晶洞列为世界遗产,为子孙后代保护这个独一无二的自然奇观。西班牙地质学家胡安马-加西亚-鲁兹表示:“这是一个真正意义上的自然奇迹。”
一些石膏晶体的高度达到11米
文中令人惊异的水晶洞照片由西班牙著名摄影师加维尔-特鲁巴拍摄,石膏晶体的体积叹为观止,其中一些的高度达到11米。这些晶体随着时间流逝缓慢生长,为何呈随意的角度仍是一个未知数。奈卡的地下巨矿已经挖掘多年,1975年,一个巨大区域内的水被排干,允许进行采矿作业。由于水的消失,晶体停止生长。25年前,两名矿工偶然间发现了巨大的水晶洞,洞内的石膏晶体令人难以置信。
晶体在温度过高的水冷却和石膏饱和时出现。随着时间的流逝,晶体开始在水中形成
这些壮观的石膏晶体位于地下290米,在温度过高的水冷却和石膏饱和时出现。随着时间的流逝,晶体开始在水中形成。对于希望研究奈卡地下水晶洞的科学家来说,他们面临的一个主要问题便是高温。水晶洞附近存在一个温泉,导致洞内温度过高,研究人员在洞内的停留时间不能超过10分钟。庆幸的是,这个地下矿其他区域装有空调装置。
科学家一直恳求墨西哥政府向联合国教科文组织申请,将水晶洞列为世界遗产
加西亚-鲁兹表示:“在地下矿内,你无法停留10分钟以上,因为温度实在太高了。这个地下矿非常巨大,拥有很多洞室,汽车可以通行。”加西亚-鲁兹计划在不久后重返奈卡,继续进行研究。他呼吁加大保护力度,确保这些晶体能够完好地保存下来。他说:“这些晶体需要加以妥善保护。它们是令人吃惊的所在,我认为一些墨西哥人仍没有意识到保护这些晶体的重要性。我试图让墨西哥人相信,应该向联合国教科文组织申请,将水晶洞列为世界遗产。奈卡是一个非常独特的地区,在地球上的其他地区发现类似水晶洞的可能性极低。”(秋凌)
最新研究发现,通过操控头发中的特定信号蛋白可操控头发颜色
最近,据英国《每日电讯报》等媒体报道,科学家们发现了白发产生的根本原因以及可能的治疗方法。渴望看起来永远年轻的我们,可以跟白头发道永别了吗?
操控特定蛋白能阻止头发变白
衰老的显著标志之一就是白发。现在科学家声称已发现头发变白的根本原因并且找到了可能的治疗方法。科学家们已经发现,头发颜色是由毛囊干细胞和颜色生长干细胞,也就是黑色素细胞,共同作用决定的。但现在,科学家们的研究有了最新突破。原来,是一种被称为“Wnt”的信号蛋白在协调两种不同细胞内的色素,通过操控这种信号蛋白,我们是可以操控头发的颜色的。
纽约大学医学中心的研究团队发表在《细胞》杂志上的研究结果显示,黑色素干细胞内的蛋白质缺乏会导致头发颜色发灰发白。研究团队里的Mayumi Ito教授说,遗传因素通过操控Wnt信号蛋白,能阻止头发变灰变白。现在她的团队也已找到修复老鼠毛发颜色的方法。Ito教授补充说:“毛囊干细胞和黑色素干细胞共同合作,产生头发的颜色,但是否还有别的潜在原因尚不清楚。我们还发现,Wnt对这两种细胞的合作和色素的沉淀必不可少。”
展望:未来或有助治疗黑素瘤
也许你还记得法国玛丽皇后的传说。据说,她在被推上断头台的前夜,一夜白发。有人说巨大的精神压力是造成白发的主因。现在看来,虽有道理,但压力是否就是白发的元凶恐怕还不能下定论。
翻阅一些研究资料,你会发现,人们通常认为头发变白的过程是从头皮中的毛囊开始的。一般来说,一个正常人的头皮上大约有10万个毛囊,在人的一生中,每个毛囊都能长出数根头发。在毛囊底部,便是头发“加工厂”,在这里,细胞们通力合作,制造有颜色的头发。其中的黑色素细胞生产黑色素,并以黑素体的形式将黑色素传递给发丝。以前的研究者们没有注意到黑色素干细胞内Wnt信号蛋白的作用,而是笼统地认为,黑色素干细胞的寿命相对较短,当头发失去一部分黑色素时,就会变成灰色,如果全部失去,就彻底变白了。如今,这个藏在白发后面的秘密就要被揭开了。了解头发内的细胞是如何具体展开合作的,有助于科学家们研究头发组织的新生。
研究者们希望,这项研究能对解决黑色素沉淀疾病,如黑素瘤有所帮助。众所周知,黑素瘤是一种潜在的致命皮肤癌病变,死亡率高。他们希望,对头发变白的原因的探讨和发现,能帮助他们找到终止黑素瘤中变异细胞生长的方法。
四亿年前的鱼颚化石。
在约4亿2千年前,鱼类进化出了上下颚。在此之前,它们都是直接用嘴巴吮吸食物的。
到目前为止,无颚鱼只剩圆口鱼类和八目鳗鱼类两个品种。科学家猜测,无颚鱼灭绝是因为无颚使它们在捕食方面竞争力不足。发表在《自然》杂志上的最新研究结果却表明这不大可能。因为在高级的有颚鱼出现后,这两类鱼至少共存了1000万到2000万年。“若无颚鱼竞争力不足,那早在有颚鱼类出现的高峰时期它们就应该灭绝了。”英国布里斯托大学的古生物学家安德森教授说。为更好地研究有颚鱼类的出现,他和助手们研究了来自世界各地的化石后认为,无颚鱼能继续生存下来,可能因为它和有颚鱼竞争的食物源不同。“一旦拥有颚,那就不会满足于吮吸食物。它们能抓能咬,可以做很多事情。”
(源自《纽约时报》)
2005年,借助哈勃空间望远镜的强大分辨能力,科学家们发现冥王星还拥有两颗小卫星,之后它们被分别命名为尼克斯(冥卫二)和海卓拉(冥卫三)。这两颗卫星的亮度大约比冥王星暗5000倍,其公转轨道到冥王星的距离比查龙(冥卫一)要远2~3倍。查龙星发现于1978年。
这是2010年2月4日美国宇航局公布的,由哈勃望远镜拍摄的冥王星迄今最清晰的照片,可以分辨出其全球不同位置的明暗变化,可能暗示不同的地表物质组成或地形差异
2005年6月,美国宇航局西南研究所行星天文学家阿兰·斯特恩(Alan Stern) 领导的科学组发现两颗围绕冥王星运行的小卫星,它们的轨道远远位于冥王星的大卫星“查龙”(Charon)的外侧。在接下来的一年中,作出这项发现的科学家们却陷入一片争执之中,他们争论的问题是:究竟该如何称呼这两个小个子卫星?2006年6月21日,他们终于达成了一致,分别给它们取名为尼克斯(Nix)和海卓拉(Hydra),两者分别是希腊神话中的一位女神以及一种神话中怪物的名字。
这里有必要提一下,在中国的命名习惯中,分别将尼克斯和海卓拉命名为“冥卫二”和“冥卫三”,(查龙是冥卫一)。
以下便是你应当了解的有关冥王星的这两颗小卫星的一些事实,看一看在它们被命名5年之后我们对它们的了解有多少。
小个子卫星
尼克斯亮度较暗,因此科学家们认为相比海卓拉,它应该要小一些。但是它究竟有多大,科学家们还无法给出解答,因为它在围绕冥王星运行的轨道上,到地球的距离在42亿~75亿公里之间。在这样的距离上,尼克斯实在是太小了,即便是最强大的望远镜也无法精确识别出它的大小。然而借助现有的精密测量手段,天文学家们确实可以定出一个范围,专家们现在相当有信心地认为这两颗小卫星的直径都不会超过80公里。
标志性的名字
尼克斯是希腊神话中的黑暗女神,同时也是查龙的母亲。查龙则是冥王掌管的地下世界中搭载亡灵度过冥河的船夫。海卓拉则是一条九头蛇怪,后为赫拉克勒斯所杀。之所以选定这两个名字,有一部分原因是这两个单词的词首恰好是N和H,这和美国宇航局发射升空,预计于2015年左右抵达冥王星和柯伊伯带展开首次考察工作的探测器“新地平线号”(New Horizon)的首字母缩写相同。
太阳系最后的边疆
“新地平线号”探测器于2006年发射升空,将于大约2015年飞掠冥王星及其卫星,对这一太阳系的遥远角落展开首次近距离考察工作。美国宇航局规划这次任务的初衷是对太阳系九大行星中唯一一颗尚未被人类探测器造访的星球进行近距离探测,但是没想到就在2006年,冥王星却被国际天文学联合会(IAU)正式“开除”出了大行星家族,成了一颗“矮行星”。“新地平线”探测器项目的很多科学家们都对这个决定很不满,其中就包括首席科学家阿兰·斯特恩。
三者同类
哈勃空间望远镜进行的精密观测让科学家们相信,尼克斯和海卓拉的形成时间应当大致和冥王星的另一颗大卫星查龙是一致的。他们认为这些卫星都形成于太阳系早期,当时有一颗柯伊伯带的天体撞击了冥王星,最终产生了三块较大的碎块。
2006年斯特恩曾表示:“如果这三颗卫星都是由一次太阳系早期发生的撞击事件产生的碎片形成的,并且这些碎屑大致由同一种物质组成,那么如果你仔细观察,应当会发现这些卫星应当大致拥有相同的颜色。”而这正是观测数据显示的结果:光谱分析显示三颗卫星均由相似物质组成,也因此呈现相同的颜色。除此之外,三者还都位于同一个轨道运行平面上。
“中性”的颜色
那么尼克斯,海卓拉和查龙的颜色究竟是什么样的呢?好吧,用天文学的话来说就是“中性”的。这样说的意思就是,由于这三颗卫星基本都由水和冰雪物质组成,它们在各个波段基本都拥有相同的反照率,也因此呈现“没有颜色”。相比之下,冥王星的颜色就非常不同了,它呈现一种微微的红色,这是太阳光中的紫外线轰击凝结在冥王星表面上的甲烷冰,留下略显红色的富碳残渣所致。
轨道共振
冥王星的几颗卫星之间似乎存在着轨道共振现象。也就是说,它们围绕冥王星运行的公转轨道周期之间似乎呈现一个整数比,这也就意味着每经过一定数量的运转之后,几颗卫星之间会产生指向一定方向的引力扰动。在这种情况下,它们的运行轨道会由于引力扰动影响而发生轻微的改变。
依旧神秘
到目前为止,我们对冥王星和它的三颗卫星知之甚少。尼克斯和海卓拉的大小,反照率,表面温度,我们不知道;三颗卫星之间的轨道共振本质,我们不清楚。2015年当美国宇航局的新地平线探测器终于抵达冥王星的黑暗世界时,我们需要它帮助我们解答的谜团,实在太多太多了。
胚胎干细胞实验虽然具有很高的医疗价值,但也由于伦理问题而饱受争议。英国《每日邮报》7月23日报道,有关英国多家实验室正在进行人兽杂交胚胎干细胞实验的新闻于近日曝光,在政界和学界引起强烈反响。
根据《每日邮报》目前掌握的数字,英国多家实验室在过去三年中一直秘密进行人兽杂交胚胎的实验,并且已经制造了150多个同时包含人类和动物基因的杂交胚胎。这些实验都是在《人类受精与胚胎学法案》颁布之后实施的,目的据称是为了通过胚胎干细胞的研究为多种疾病寻找有效的疗法。
这一消息曝光后立即引起了英国社会的广泛关注。在英国议会质询会上了解到这一事件的议员阿尔顿勋爵表示,胚胎干细胞实验无论是从伦理上还是科学上都无法成功,而人兽杂交的干细胞胚胎实验更是无法容忍。“科学家对这一实验唯一能给出的解释是:如果你们让我们做下去的话,我们就会向你们证明它的疗效。但我认为这完全是感情上的敲诈。毕竟到目前为止,所有80种干细胞治疗方法全部来自成年人的干细胞,而不是胚胎干细胞。”
英国公益组织“生殖伦理学评论”的约瑟芬•昆塔瓦莱告诉记者:“这样的实验竟然可以一直秘密地进行令我十分震惊。为什么他们要躲避公众的视线呢?如果他们所做的是正大光明的事情,我们也就根本不需要通过议会问询的方式才能了解真相了。”约瑟芬认为,很多科学家都是“为了实验而实验”,而这根本不是正确的科学态度。
科学界对此事的反应略有不同。罗宾•洛威尔-巴奇教授来自英国医学研究理事会下属的国家医学研究院。此前,以他为首的一些知名科学家刚刚发出了禁止所谓“人猿星球”实验的呼吁。巴奇教授认为,近期披露的人兽杂交胚胎实验并不足虑,因为根据相关法律,这些胚胎必须在创造后14天内销毁;相反,更值得人们警惕的是那种将人类基因植入动物胚胎体内的实验。
2008年颁布的《人类受精与胚胎学法案》使多种杂交物种合法化,并赋予伦敦国王学院、纽卡斯尔大学和华威大学等三所研究机构进行相关实验的权利。所有实验目前均因为经费不足而终止,但科学家相信这一领域具有光明的未来。
北京时间7月23日消息,英国科学家进行的一项新研究发现,第一批走出非洲的人类后代数量减少至1200人,而后快速反弹和扩张。科学家发现,在数量萎缩之后,现代亚洲人和欧洲人的祖先进入“活跃繁育期”,数量迅速反弹。根据他们的研究发现,这批非洲人的数量快速反弹到5700人左右。
这项研究发现,早期人类继续与撒哈拉沙漠以南的非洲人通婚,直到2万年前,这一发现与流行的观点相矛盾。此项研究由英国剑桥大学韦尔科姆基金会桑格学院研究所研究基因组的科学家理查德-杜宾和他的助理李恒(Heng Li,音译)进行。研究过程中,他们使用了美国生物学家克雷格-文特公开的DNA排序以及另外6人的DNA排序。文特是首批进行人类基因组排序的人之一。
通过分析一个人的基因组,他们能够了解人类的整个历史。通常情况下,遗传学家通过比较世界各地人的DNA排序回顾人类历史,确定彼此间的差异以及何时在进化之路上分道扬镳。他们发现一个人的基因组——存储遗传信息——的组成部分能够追溯到共同祖先存在的时代。美国加州大学洛杉矶分校人口遗传学家向自然网站解释了这一理论。他说:“基因组的每个小片段都拥有属于自己的历史,都可追溯到一个独特的祖先。基因组的不同部分将你带回人类历史的不同时期。”
利用这一理论,杜宾和李恒找到一种计算方式——根据一个人基因组不同片段的年代——计算人类祖先的数量变化。研究过程中,他们对文特、两名欧洲人、两名亚洲人以及两名西非人的基因组进行了分析。他们的基因组相同,直到大约10万年前,当时他们的祖先开始分裂,数量呈减少趋势。据信,这反映出首批人类走出非洲。两位科学家比较一名非洲人与一名非非洲人的DNA,确定他们的祖先在离开非洲后何时停止异族通婚。
此前有关人类遗迹和文化的研究发现,人类祖先在大约4万年前迁移到非洲、亚洲和澳大利亚,失去了与非洲人通婚的机会。杜宾和李恒进行的新研究发现,这些人类祖先可能继续异族通婚,直到2万年前。杜宾表示他相信是这种情况,因为6万年前首批人类离开非洲之后,相继又有人类祖先离开非洲,与早期移民的祖先通婚。
伦敦自然历史博物馆古人类学家克里斯-斯特林格表示,2万至5万年前,非洲以外的人类数量可能很少但分布较为广泛,因此,与非洲人通婚似乎不太可能。他说:“特定时期可能出现基因流动的高峰,受革新或者环境变化驱动,如果这种趋势继续下去,那就太令人吃惊了。”杜宾和李恒采用的理论无法揭示人类历史的每一个篇章。科学家将利用新方式确定穴居人和神秘的丹尼索瓦人何时停止异族通婚。(孝文)
通过测量水下声波在遭遇不同地形时产生的回声,科学家创建了这幅3D图像,呈现北大西洋海底的地貌
大约5600万年前的北大西洋。a、b和c是科学家认为的地柱中心所在地。虚线代表大陆解体
英国科学家在北大西洋海底发现古代沉入大海的山脉和河床。通过分析利用先进回声技术为石油公司收集的数据,研究人员发现了这个拥有5600万年历史的迷失地貌,并将其与传说中的迷失之城亚特兰蒂斯联系在一起。
这个地貌位于北大西洋奥克尼-谢特兰德岛(Orkney-Shetland)西部海域海底1.2英里(约合1.9公里)处,拥有一系列一度属于山脉的山峰以及8条大河。科学家表示,这个地貌一度高出海平面0.6英里(约合965米),可能曾与现在的苏格兰相连,甚至曾一度延伸到远至挪威的地区。
英国剑桥大学的研究员尼基·怀特说:“这就像是一幅地图,呈现了一个沿岸国家。形象地说,这就是一个古代地貌化石,保存在海底1.2英里处。”这一发现要归功于一家公司收集的数据。数据利用一项高科技回声技术获取。首先,科学家向水下释放高压空气,产生的回声可穿过海床的沉积物。在穿行过程中遭遇地形变化时,回声便会反弹。回声随后被从船上释放并在深水中摆动的扩音器接收到,船在海洋表面行驶。
在此之后,科学家利用获取的数据创建海底地貌的3D图像,最后发现存在一个沉入海底的地貌证据。通过分析从海底岩石获取的岩芯样本,科学家发现这个地貌曾在陆地存在并有人居住的证据,样本中含有花粉和煤炭颗粒。在其他地区,剑桥科学家发现了一系列微小化石,证明这个地貌一度是一个陆地环境。
他们认为这个地貌因冰岛地柱影响在250万年内升起和下沉。这个地柱由上涌的物质构成,穿过北大西洋海底的地幔。地柱将来自地球深处的岩浆带到表面下方附近,并向外移动。怀特表示,这个地貌可能在岩浆上涌时沉入大西洋底。在此之前,他就曾发现2个水下地貌,均由同样现象所致。研究发现刊登在《自然-地球科学》上。