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科学家发布宇宙中所有物质的新地图

宇宙探索 2026-05-07 菜科探索 +
简介:科学家利用智利暗能量调查局和南极洲望远镜的数据,公布了一项关于宇宙中所有物质的新调查。

资料来源:AndreasPap

【菜科解读】

  

  科学家利用智利暗能量调查局和南极洲望远镜的数据,公布了一项关于宇宙中所有物质的新调查。

资料来源:Andreas Papadopoulos

  据美国物理学家组织网(作者:University of Chicago):有时候,要想知道问题是什么,你必须先找到它。

  当宇宙开始时,物质被向外抛撒,并逐渐形成了我们今天所认识和爱慕的行星、太阳和宇宙岛。

今天,通过仔细地绘制一张这一物质的地图,科学家们可以试图了解影响宇宙演化的各种力量。

  一群科学家,包括芝加哥大学和费米国家加速器实验室的几位科学家,公布了迄今为止对物质在宇宙中分布的最精确的测量结果之一。

  结合来自两个重要的宇宙望远镜调查(暗能量调查和南极洲望远镜)的数据,这项分析涉及150多名研究人员,并于1月31日在《物理评论D》上发表了三篇文章。

  除其他发现外,分析表明,物质并不像我们根据目前最好的宇宙模型所预期的那样“笨重”,这为我们现有的宇宙标准模型可能缺少一些东西提供了大量证据。

  冷却和结块

  大约130亿年前,大爆炸在一个非常炎热、强烈的瞬间制造了宇宙中的所有物质,之后,这些物质一直向外扩散,冷却并聚集在一起。

科学家们对追踪这一问题的路径非常感兴趣;

通过看到所有事情的结局,他们可以尝试重新制造发生了什么,以及什么力量会起作用。

  第一步是用望远镜收集大量数据。

  在这项研究中,科学家们结合了两个非常不同的望远镜调查的数据:暗能量调查(Dark Energy Survey)和南极洲望远镜(South Pole telescope),前者在智利的一座山顶上进行了六年的天空调查,后者寻找宇宙最初几刻仍在天空中传播的微弱辐射痕迹。

  结合两种不同的看天空的方法,可以减少因其中一种测量方式的错误而导致结果丢失的可能性。

UChicago天体物理学家Chihway Chang是这项研究的重要作者之一,他说:“它的功能就像一个交叉检查,因此它比你只使用其中一个更为可靠。

”。

  在这两种情况下,分析都着眼于一种被称为“引力透镜”的现象。

当光穿过宇宙时,当它穿过具有大量引力的物体时,它可能会轻微弯曲,比如宇宙岛。

  

  通过叠加来自暗能量巡天望远镜(左)和南极洲望远镜(右)的天空地图,该团队可以绘制出一张物质怎么分布的地图,这对理解塑造宇宙的力量至关主要。

(Yuuki Omori)

  这种方法既能捕捉规则物质,又能捕捉暗物质,这是一种神奇的物质形式,由于规则物质和暗物质都会产生引力,所以我们只能检测到它对规则物质的影响。

  通过严格分析这两组数据,科学家们可以推断出宇宙中所有物质的归宿。

作者们说,这比以前的测量更精确,也就是说,与以前的分析相比,它缩小了这件事最后发生的可能性。

  大多数结果完全符合目前公认的最佳宇宙理论。

  但也有迹象表明,在过去的其他分析中也出现了裂缝。

  分析报告的合着者、夏威夷大学天体物理学家埃里克·巴克斯特(Eric Baxter,UChicago博士,2014年)表示:“当前宇宙的波动似乎比我们假设我们的标准宇宙模型锚定在早期宇宙时所预测的要小。

”。

  也就是说,如果你制作了一个包含了所有当前公认的物理定律的模型,然后从宇宙开始时读取读数,并通过时间向前推断,结果看起来与我们今天实际测量的结果略有不同。

  具体来说,今天的读数发现,宇宙没有模型预测的那么“块状”——在某些区域聚集,而不是均匀分布。

  科学家表示,如果其他研究继续发现相同的结果,这可能意味着我们现有的宇宙模型中缺少一些东西,但这些结果还没有达到科学家认为是铁板钉钉的统计水平。

这需要进一步研究。

  然而,这一分析是一个里程碑,因为它从两个非常不同的望远镜调查中获得了有用的信息。

这是一个备受期待的天体物理学未来战略,因为未来几十年将有更多的大型望远镜投入使用,但实际上还很少有望远镜投入使用。

  “我认为,这项工作显示了进行这些分析的挑战和好处,”张说。

“当你结合这些不同的角度看待宇宙时,你可以做很多新的事情。

  芝加哥大学Kavli副研究员Yuuki Omori也是论文的重要合着者。

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。

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