阿贡国家实验室的物理学家谈论了南极望远镜的工作

作者:小菜 更新时间:2022-07-27 点击数:
简介:阿贡国家实验室的物理学家谈论了南极望远镜的工作以及为什么它很重要据cnBeta:想要了解宇宙进化的秘密,通过研

【菜科解读】

  

阿贡国家实验室的物理学家谈论了南极望远镜的工作以及为什么它很重要

  

阿贡国家实验室的物理学家谈论了南极望远镜的工作以及为什么它很重要

  

阿贡国家实验室的物理学家谈论了南极望远镜的工作以及为什么它很重要

  阿贡国家实验室的物理学家谈论了南极望远镜的工作以及为什么它很重要

  据cnBeta:想要了解宇宙进化的秘密,通过研究几十亿年前发出的光或许是最佳途径。

而研究它们的最佳场所自然是南极,寒冷、干燥是研究宇宙中最古老光线的最佳条件。

所以,包括芝加哥大学和阿贡国家实验室在内的 20 多所大学和国家实验室合作启动了 The South Pole Telescope 项目,并于 2007 年开始运行。

  在接受科技媒体 Scitechdaily 采访的时候,来自阿贡国家实验室的两位物理学家谈论了他们在南极望远镜的工作以及为什么它很重要。

Lindsey Bleem 在望远镜上收集和分析数据,Clarence Chang 则为望远镜开发超导探测器。

  什么是宇宙微波背景?它能告诉我们关于宇宙的什么?

  Chang:宇宙微波背景(cosmic microwave background,CMB)是在宇宙大约 38 万年的时候产生的信号。

它对应的时期是宇宙从质子和电子飞来飞去的超热等离子体转变为在宇宙冷却到一定程度后,质子和电子可以形成原子。

  今天,这个信号出现在较长的波长,在微波范围内(几毫米)。

因此,通过研究和观察这些波长的宇宙,我们可以看到早期的宇宙--基本上,捕捉到一个婴儿的照片。

  Bleem:自从 20 世纪 60 年代首次发现 CMB 以来,我们就知道它是非常均匀的。

温度的偏差,也就是 Chang 谈到的这个早期等离子体的密度变化,只有大约十万分之一的偏差。

我们知道,这些小的波动不得不在整个宇宙时代增长。

  除了给我们提供这张漂亮的照片,有效地,婴儿宇宙的照片,当时发出的光一直在宇宙的整个时代旅行,140 亿年。

它与所有自这些早期时代形成的结构相互作用。

因此,我们可以研究这些结构在 CMB 中留下的非常微妙的印记,以真正找出从它被发射出来到今天所发生的过程和物理学。

  是如何研究的?

  Bleem:我们通过几个重要的、不同的科学分析来做到这一点。

一个是所谓的引力透镜(gravitational lensing)。

这是指沿视线的天文质量实际上可以使光的路径发生偏转。

  第二个是物理学,当光子--来自宇宙微波背景的光--可以从这些中间结构的材料上散射开来时发生的。

我们可以追踪这种散射过程,然后绘制出沿视线的结构图,这可以帮助我们探测像暗能量这样的东西,暗能量严重影响了真正大规模结构如星系团的形成能力。

  为什么这个望远镜要设立在南极?

  Bleem:南极本身,正如你可能从图片上想象的那样,是相当寒冷的。

它非常干燥。

它是世界上最大的沙漠。

这使得它成为我们在南极望远镜所做的天文学研究的一个奇妙的地方。

我们的望远镜以毫米级的波长进行观测。

  大气层中的水削弱了我们感兴趣的毫米波长,而且水分子的抖动会给数据增加很大的噪音来源。

因此,我们必须到这些偏远的干燥地方去做这些观测。

而事实证明,南极是地球上绝对最好的地方,其次是智利的阿塔卡马沙漠。

  在那种环境下工作是什么感觉?

  Chang:我们在南极是因为那里很干燥。

这种干燥对我们的观察是很好的。

但是作为人类,我们喜欢空气中的一点点湿度。

这是一个有点挑战性的东西,也会干扰到每天的工作方式。

  Bleem:是的,这里不是最适合人类的。

你的皮肤会开裂。

在南极,伤口不会愈合得很好。

在那种干燥的环境中,对计算机来说不是很好。

实际上,菜叶说说,我们有一个加湿器,在我们的一台电脑上吹气,使它运行得更愉快。

  你在阿贡实验室的工作与望远镜有什么联系?

  Chang:在阿贡,我们为探测器开发了一种超导技术。

这些探测器必须测量波长相当长的光子--通常是一毫米、两毫米、三毫米。

典型的相机技术,如我们手机中使用的技术,即使被推到极致,仍然不能很好地看到这些光子。

事实上,它根本就看不到它们。

  所以我们必须制造一种新的技术来做到这一点。

其核心是,这意味着了解和控制超导材料,然后对其进行加工,以制造这些真正敏感的探测器,并制造大量的探测器。

在阿贡,在研究基本材料和将其应用于不同技术方面有一个强大的计划。

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  Bleem:我们还将我们的探测器开发与使用阿贡领导力计算设施中最先进的超级计算机进行的所有工作紧密结合起来。

因此,我们能够进行重要的理论预测,使我们能够将我们用南极望远镜进行的观测与不同宇宙学模型对我们应该看到的东西的预测联系起来。

  因此,在阿贡有这种真正强大的相互联系,不仅在宇宙学家和材料制造设施以及那里的科学家之间,而且还与我们伟大的计算专家联系。

  南极望远镜由美国国家科学基金会、美国能源部高能物理办公室、卡夫里宇宙学物理研究所、美国南极计划和南极支持合同资助和支持。

宇宙未解三大谜团,持续引发学界及大众热议

传言世界上有三大未解谜团,一是人体谜团,二是地球内核谜团,三是宇宙谜团客观来讲,本来这只是某领域的一家之言——毕竟人类的未解谜团岂止有这三个,但是抽其本质可以将其概括成起源谜团,地球结构谜团,以及宇宙演化谜团。

起源谜团起源谜团可以分成宇宙起源谜团以及人类起源谜团。

①关于宇宙起源,如果翻看现在的科学百科,一起来源于爱因斯坦的相对论横空出世,宇宙学得到了前所未有的进展,标准宇宙的模型被提出,宇宙一切的诞生源于138亿年前的大爆炸。

现在有三个强有力的证据,第1个力证是宇宙微波背景辐射,这是宇宙大爆炸的余温,并且现如今已经被科学家准确探测到,所以是确定性证据,第2个则是氦元素的丰度,这是宇宙大爆炸早期,关于粒子怎么形成的一条论断,现在也被证实,第3个则是宇宙膨胀,这是指天文学家哈勃在观察银河系以及其中行星时,他发现这一切都在远离我们,并且距离越远,远离的速度则越快,证明宇宙正在膨胀。

②人类起源谜团这三个证据证明了宇宙始于大爆炸,而生命起源的证据本来还没有找到。

但目前最能让人接受的理论应该是海底热泉口,这发生在距今大约4亿年之前,海底热泉口的氢离子定向移动来为自身提供能量,根据RNA世界假说理论,早期生命依靠的是RNA当作遗传物质,但是关于生命以及人类是怎么演变至今,科学界主流依旧是达尔文进化论,同时结合现在所有的DNA手段,科学家们进一步还原了物种进化的古代。

至于人类本身的起源,现在绝大部分重要依托化石当作证据,以及分子物种学的加持,人类旨在进行更长远研究,目前已知最准确的理论是人类属于灵长类物种,距今6,700万年前就已出现,同时躲过了第5次生命大灭绝。

宇宙浩瀚谜团宇宙又为什么是如此庞大,根据哈勃所观察到的理论,在短时间内宇宙就膨胀到了自身的1030次方倍,在距今4亿年之前暗能量占据了宇宙的主导,同时由于相反的力,它又使得宇宙开始加速膨胀,那么现在宇宙究竟是多大?根据主流观点来看,宇宙是无限大的,并且它在一直长大,而人类现今可观测到的一部分则是极小的宇宙。

地球结构谜团人类对于太阳的了解,本来远远多于对地球内部的了解,毕竟人类对于太阳的观测有很多种,观测的方式也有很多,比如日冕,光波等等,但是对于地球的内部结构,人们用挖也无法确定。

之前写过一篇文章,美国在上世纪只挖到8000多米就放弃了,苏联则是挖到了13,000米,这个孔在学界叫做克拉超声钻孔,但现在如今最深的钻孔也比克拉钻孔多了几十米而已,可是就算是如此深度,和地球半径进行比较,只有1/500而已。

这距离地心还有6000多公里,所以挖的办法是根本行不通的。

但好在地质学方面科学家们利用地震波,通过它在遇到不同中的物质时的变化来猜测地底结构。

现在高中地理教科书上的地质结构,本来就是来源于科学家们利用地震波监测而进行推导。

总结人类在生活以及探索层面有许多未解谜团,但人类也确实已经知道了许多,倘若能够解开更多的未解谜团,地球人或许会发现对于自然和宇宙了解的更少,因此科学技术的提高刻不容缓。

虚假记忆就是与真实记忆不一致自己骗自己

虚假记忆其实就是和真实记忆不一样,也是自己骗自己。

每一个人的记忆力都是有所不同,有的人在二三十岁应该还可以记着小时候四五岁的事情,甚至还可以将这些事情完完全全的讲述出来。

但是讲述出来的事情有可能和自己的真实经历有很大的出入,其实这也就是所谓的虚假记忆。

然而在生活中每个人都会拥有很大的虚假记忆,接下来详细了解一下。

虚假记忆是什么虚假记忆其实就是自己骗自己,和自己真实的记忆是不一样的。

虚假记忆已经引起了很多人的关注,很多人都会通过各种方式来研究虚假意义,然而有所谓的,专家就认为,大脑记忆当中自动形成了一种回忆,然而在生活中,每个人都有可能会出现虚假记忆这种情况。

有时候就会通过自己的叙述将事实扭曲,而且表述出来和自己真实经历一定有很大出入。

这也就是所谓的虚假记忆,这都是属于正常现象,每个人都会经历。

虚假记忆产生的原因其实曾经美国的相关人员就进行研究,针对于人的大脑进行了一系列的实验和猜测,之后就认为虚假记忆其实就是大脑当中负责记忆的一块区域,在短时间当中活动比较频繁,再加上活力很大,导致出现虚假记忆。

虚假记忆是正常现象很多人都觉得出现虚假记忆之后,是不是对自己的大脑就出现了问题,或者是自己身体某个部位发生了病变?但事实上并不是如此虚假,机遇在人体当中是很正常的现象也是很常见的,因为人的大脑记忆力是有限的,总是会莫名其妙的去遗忘一些东西。

然而在记忆的过程当中,总是会想起对自己有帮助或者是快乐的事情。

虽然有的人成年之后还会想起儿时的经历,但这些都只是模模糊糊的,并不能够完全的记忆下来。

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