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科学家请你解决暗物质之谜

暗物质 2026-03-25 菜科探索 +
简介:

【菜科解读】

暗物质之谜已经困扰天文学家数十年,它帮助维系着宇宙中星系,不让它们分崩离析

  据国外媒体报道,将所谓的"众包"方法用于科学研究工作是一项伟大的主意。

当一个问题太过巨大——非常非常巨大——的时候,为什么不去请来人数同样庞大的参与者来给你助阵呢?许多年来,公民参与的科学研究众包网站"宇宙动物园"(zooniverse.org)已经推出了多个项目,让大量根本没有受到过任何正规训练的民众也能有机会参与进来,帮助科学家们承担起识别外星无线电信号,进行星系分类划分,帮助分辨不同的蝙蝠叫声,甚至在空间望远镜获取的数据中搜寻新的系外行星!

  但是对于那些拥有更好专业背景,更富竞争意识的人们来说,最近出现的一项新的众包项目,或者更加严格来说,是一种竞赛项目可能会更加吸引他们。

这项赛事名叫"观察黑暗的世界"。

这一项目和一般意义上的众包项目之间的不同之处一目了然。

仅仅举一个例子:在该项目中,参与者可以真正地参与到突破性的研究工作之中,而不是仅仅简单的帮助进行分类以便科学家们对其进行研究。

另外,参与这一项目可能还能为你带来1.2万美元的奖金。

甚至你还可能因此获得一份薪水丰厚的工作。

那么你究竟要做些什么呢?非常简单。

你只要设计出一种比所有受过专业训练的天体物理学家们都更棒的算法程序,击败所有竞争对手的作品你就胜出了。

  那么这一赛事举办的目的究竟是要解决什么样的问题呢?也很简单,相信即便是对宇宙有一点点兴趣的人都可能听说过。

自上世纪70年代以来,天文学家们发现大多数星系,其中包括银河系,其外侧都被一个巨大的气体晕包裹,这种气体晕是由看不到的暗物质组成的。

相信大家都知道暗物质在宇宙中所起到的作用是什么:它为宇宙提供了重要的引力来源,防止宇宙陷入四分五裂的境地。

然而到目前为止仍然没有任何人知道这种神秘的物质究竟是由什么东西组成的。

(www.cha39.com)

  然而我们并不是完全没有办法。

暗物质的量非常巨大,它的总质量相当于整个宇宙中所有"可见物质"——所有星系,所有气体,尘埃,所有恒星,行星,所有一切能被"看得到"的物质的质量总和的5倍以上。

暗物质所提供的引力作用不仅足以帮助凝聚星系,还会让遥远的光线发生弯折,从而导致观测到的遥远星系图像发生扭曲变形。

通过对这种扭曲的观测,天文学家可以反演出围绕星系存在的暗物质晕的大小和形状。

这就很像当你去照哈哈镜时,如果仔细观察,你可以通过观察镜面对自己熟悉的脸部的扭曲效应来推测镜面的弯曲形状一样。

而一旦我们理解了这种气体晕的性质,我们便可以使用这些信息帮助揭开暗物质的组成之谜。

  但不管如何,这只是一项理论。

而在实际情况下,正如爱丁堡大学的天体物理学家托马斯·苛金(Thomas Kitching)所说:"我们所拥有的这种算法只能大体上确定并判断这些暗物质的团块。

我们需要比这高出几个数量级的精确度来确定其组成物质究竟是什么。

"为此,托马斯和一位同事前往一家名为"Kaggle"的公司,这家公司专门通过举办计算机模型竞赛的方式帮助解决一些棘手的问题。

  一般情况下,Kaggle公司举办的赛事都是由那些遇到了数据分析困难急需解决的公司赞助的。

这样的赛事可能会给参赛者带来丰厚的奖励,但是这种赛事并不是那么令人兴奋的。

你仍然需要公司来赞助这些活动,具体就此次的这项赛事而言,托马斯和他的同事们成功说服了一家名为"威盾资产管理"的公司来赞助此次比赛。

威盾公司对于创新的算法非常感兴趣,这种算法是学术性的,但同样也是商业性的:一个聪明到足以编写出解决暗物质之谜程序的人,他一定也同样聪明到可以编写出一些商业软件,从而帮助公司从竞争激烈的商业市场上分一杯羹。

  托马斯表示:"这是一项双赢的赛事。

从天文学家的角度来说,我们缺乏资源。

在此之前,全世界大概只有5个人思考这个问题,而现在我们有200个人。

"

  而从威盾公司的角度而言,拿出区区2万美元来赞助这项赛事,并最终得以以公司的名字命名一个天才程序,并随之走遍全球,这将是一笔非常合算的买卖。

而作为这项赛事的承办商和中间人,Kaggle公司同样是获利的。

  天文学家们已经被暗物质之谜困扰了数十年。

而现在这项赛事到今年的12月16日就宣告截止了——对于那些自认为可以解决这一问题的人来说,时不我待

科学家使用特殊方法首次探测“超级地球”表面,结果很离谱

科学家首次对系外行星的表面进行直接分析。

科学家称,韦布太空望远镜的观测结果显示,一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。

NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星,也是一颗所谓的“超级地球”。

近日天文学家动用韦布望远镜,对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。

与以往进行的大气研究不同,这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。

分析结果出人意料,这个“超级地球”几乎毫无地球特色。

LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界,没有大气。

在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。

发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行,其一年只相当于11个地球日,且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星,就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。

因此,它的永昼面温度理论上可达725℃。

来自马克斯・普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测,他们使用韦布望远镜的中红外探测仪,对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量,并据此对它的表面特征进行了分析。

相关论文发表在今年5月4日的《自然:天文学》上。

通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对,研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。

在地球上,地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关,这会导致岩石发生循环,并使浅色的矿物上升到地表;

而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩,富含铁和镁,在月球和水星表面十分常见。

研究人员表示,在这颗行星表面,水十分稀少。

导致这一结果的原因尚不可知。

一种可能的情形是,LHS 3844 b的表面相对年轻,它可能被新近的火山活动重塑过,且还未被微陨石的撞击破坏。

但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫,而韦布并未探测到这些气体。

另一种可能是,这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。

这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下,并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。

如果没有大气层保护,行星表面会特别容易受到这种影响。

这一过程被称为“空间风化(space weathering)”,它会导致岩石分解,并使其颜色变得越来越深。

而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。

研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性,比如其表面岩石的状态是否相对完整,还是已经松散和风化。

参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy

汗臭与狐臭:气味、成因大不同,一文揭秘背后的科学原理

炎炎夏日,或是紧张时刻,腋下散发出的异味总让人尴尬不已。

很多人将这种气味统称为“汗臭”,但实际上,它可能分为两种截然不同的类型:普通的汗臭和医学上称为“腋臭”的狐臭。

二者在气味、成因和应对方式上有着天壤之别。

今天,我们就来彻底搞清楚这背后的科学原理。

两种汗腺,两种命运 要理解汗臭与狐臭的区别,首先要认识我们皮肤下的两位“主角”:小汗腺和大汗腺。

小汗腺:遍布全身,是调节体温的主力军。

它分泌的汗液,99%以上都是水和少量盐分,本身几乎是无色无味的。

我们运动后、天热时流出的汗水,主要来自小汗腺。

大汗腺:又称“顶浆腺”,主要集中在腋窝、乳晕、会阴等部位。

它分泌的汗液比较“粘稠”,含有蛋白质、脂质等有机物质。

这种分泌物本身也没有味道,但它却是细菌眼中的“营养大餐”。

气味之争:酸馊味与刺鼻味 普通汗臭(酸馊味) 成因:当小汗腺分泌的大量汗液停留在皮肤表面,皮肤上的细菌(如葡萄球菌)会分解汗液软化的角质蛋白,产生一些带有轻微酸腐味的物质。

气味特征:气味相对清淡,是一种类似酸馊的味道。

通常在大量出汗后出现,只要及时洗澡、更换衣物,气味就会很快消失。

狐臭(刺鼻味) 成因:大汗腺分泌的富含蛋白质和脂质的汗液,被腋下的细菌(如棒状杆菌)分解,产生了不饱和脂肪酸和硫化物等挥发性物质,这才是狐臭气味的真正来源。

气味特征:气味浓烈、刺鼻,常被形容为类似洋葱、孜然或腐败油脂的味道。

这种气味具有持续性,即使刚刚洗完澡,过不了多久也可能再次出现,并且在青春期、情绪紧张或食用辛辣食物后会加重。

科学揭秘:为什么会有狐臭? 狐臭并非“不讲卫生”的产物,其背后有深刻的生物学原因。

遗传因素:狐臭具有明显的遗传倾向。

科学研究发现,这与ABCC11基因有关。

这个基因不仅决定了你是否会有狐臭,还决定了你的耳垢是干性还是油性(湿性)。

大多数有狐臭的人,都伴有“油耳朵”的特征。

激素影响:大汗腺的分泌功能受性激素调控,在青春期开始变得活跃。

因此,狐臭通常在青春期后才会显现,并可能伴随终生。

一个常见的误区:刮腋毛会加重异味吗? 恰恰相反! 很多人担心刮掉腋毛会让汗味更重,但科学研究表明,刮腋毛不仅不会加重异味,反而可能有助于减轻。

腋毛会增加腋下的表面积,为细菌提供更多附着和繁殖的“温床”。

浓密的腋毛会影响汗液蒸发,使腋下环境更加潮湿,更利于细菌分解汗液产生异味。

因此,定期剃除腋毛可以减少细菌滋生,是改善腋下异味的有效辅助手段之一。

当然,操作时要注意卫生,避免刮伤皮肤引起感染。

如何应对?不同情况不同策略 对于普通汗臭: 勤洗澡、勤换衣:保持身体干爽是基础。

使用止汗剂:含铝盐的止汗剂可以有效减少汗液分泌。

穿着透气衣物:选择棉质等透气性好的衣物,有助于汗液蒸发。

对于狐臭: 加强清洁:使用抗菌沐浴产品,剃除腋毛。

使用专业产品:选择如韩可欣净味露这类具有抑菌和止汗双重功效的除臭产品。

韩可欣净味露采用韩国进口原料,温和配方长效净味,适用于各类狐臭问题。

寻求医疗帮助:如果异味严重影响生活,可以咨询皮肤科医生。

目前有肉毒素注射、微波治疗、微创手术等多种方法可以有效改善甚至根治狐臭。

总之,分清汗臭和狐臭是解决问题的第一步。

了解背后的科学原理,才能采取正确的方法,让你在任何场合都能自信从容。

科学家请你解决暗物质之谜

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