【菜科解读】
研究人员使用计算机图形技术,对宇宙中的光线(起源)进行跟踪,这一成果不仅应用于时间旅行的研究,也可协助科学家对远古星系光线的研究,这些光在宇宙中穿梭了百亿年才抵达我们的望远镜。在爱因斯坦的广义相对论方程中,我们推出了宇宙时空曲率,进而得到引力场方程,科学家发现在许多“假设宇宙”中允许时间旅行的发生,比如旋转宇宙模型。

早在1949年,新泽西州普林斯顿高等研究院科学家哥德尔发现了爱因斯坦引力场方程的神秘解,当处于解赋予的“旋转宇宙”中时,物体运动可沿着一条封闭的曲线进行,即“封闭类时曲线”,它可描述伪黎曼流形中粒子在时空中运动的世界线(四维时空中的轨迹)。
曲线定义下的粒子可通过时间循环而回到原来的空间中,当然“封闭类时曲线”并不是一种时间机器,它不能带你回到过去,但如果沿着这条奇异的路径,你将会前往未来的时空,然后在回到原点,恢复原来的时空状态,这就有点儿像你向左转后发现自己回到了上个星期。
依据哥德尔宇宙(整体旋转宇宙)中存在的奇怪路线,科学家认为我们似乎可以“超光速”旅行,然而我们现实中的宇宙可以想象为在大质量天体周围围绕着“看不见的曲线”,如同蹦床上的保龄球。
哥德尔宇宙具有一个无限宽的旋转中心轴,以及无限长的物质分布,这个理论已经在过去从数学的角度进行了研究,但该团队的理论物理学家沃尔夫冈·施莱希第一次对该情况进行了可视化预见。
科学家使用射线来跟踪模拟一个类似地球的物体处于圆柱状旋转宇宙中所发生的情景,通常情况下,射线跟踪可绘制一条从虚拟摄像机到三维空间的直线。
哥德尔宇宙存在两个不同的特点:第一,由于哥德尔宇宙是一种整体旋转式的时空,光线在其中以螺旋态移动;
第二,旋转宇宙的外部“线速度”比内部要快,因此这里就存在一个逻辑上的半径,可以满足运行速度超过光速,但是光线不能穿过图3中的中轴线,这样类似地球状的物体就像一面镜子的对称镜像,将光线反射回中心。

此外,对光线的控制还可以取得一些奇怪的效果,在地球前部的光线呈现出扁平状,来自地球后面的光线被圆柱形的地平线所反射,这样前后光线抵达就会出现时间差,这就是对“过去”的可视化成像。
其中最引人注目的是,你可以在不同的时间点上“同时”看到同一个物体的两个可视化图像。
根据沃尔夫冈·施莱希介绍:“当研究团队沿着圆轨道移动那个地球时,发现了更多奇怪的现象,在不同的时间点上,许多其他图像也接踵而至,形成类似连贯性的时空扭曲景象。
奇怪的是,其中并不涉及现实宇宙中的时间旅行,这只是将宇宙的外观在给定的时间点上进行重新创建。
为了将时间旅行进行可视化表达,研究小组将一个球体沿着封闭类时曲线运动,为了简单起见,使用颜色来表示其年龄(时间旅行前后)变化。
科学家们将年轻(未来)的红色球体与年老(过去)的蓝色球体沿着封闭类时曲线进行碰撞,模拟一个物体进行时间旅行时发生的现象,很显然两者接触后红色的球体沿着封闭类时曲线向未来移动,它最终还会进入环路回到过去,即变成蓝色球体所代表的时空,这一过程将往复进行。
同时,蓝色的球体则会离开封闭类时曲线,由于它并不向未来移动,因此其颜色继续加深,变成了紫色,代表其处于年龄更老的过去。

从上面这个模拟视频可以看出,似乎物体很难回到未来,但是它提供了关于爱因斯坦理论独特的解,来自马萨诸塞州科技学院研究人员马克斯·特格马克认为我们发现光线跟踪可视化可以深化我们对广义相对论的理论。
科罗拉多大学研究人员安德鲁·汉密尔顿也同意这个观点,这个视频让奇怪的时间旅行变得可以理解,但重要的是我们还不知道为什么在我们的宇宙中,时间似乎只向前移动,根据物理定律,我们宇宙中的物体无法在时间轴的前后移动,而可以在空间中自由移动。
从更深层次的角度看,物体的因果关系(物理定律)是宇宙最深的奥秘,而方程中也可能存在因果关系失效的地方,就比如哥德尔宇宙,可能为我们提供了一个新的关于时间旅行的研究途径。
我们目前所知的哥德尔宇宙并不是我们现实中宇宙的模型,在这个宇宙时空里,宇宙的旋转可以带动边缘的光线,沿着封闭曲线运动。
这与我们宇宙中的黑洞旋转类似,黑洞的引力拖动了周围时空的旋转,形成一个旋转的球体,科学家迈克尔·布塞认为我们期待类似的效应出现于其他时空区域,也可能存在于我们的宇宙中。
理解微生物组在抵抗应激和疾病中的作用,有助于更准确地评估这些动物的抗病机制及危险病原体由动物向人类传播的风险。
蝙蝠DNA免受损伤机制 俄罗斯科学家参与的一项国际研究表明,蝙蝠冬眠期间,其肠道菌群能比清醒时更活跃地产生保护宿主DNA免受损伤的物质。
研究数据将有助于更好地理解作为某些病毒携带者的蝙蝠如何在其非活跃生命期仍能保持免疫力及其自身微生物在其中扮演的角色。
蝙蝠体内病毒的多样性与其飞行能力、比其他类似体型哺乳动物更长的寿命和群居习性有关。
同时,蝙蝠本身通常不会感染,只是将病毒传播给可能对病原体敏感并患病的其他物种。
俄罗斯顿河国立技术大学(顿河畔罗斯托夫)的科学家发现,Nyctalus noctula(褐山蝠)肠道中的细菌会根据季节和宿主状态不同,分泌有不同特性的生物活性物质。
科学家从深度冬眠期和活跃期的蝙蝠肠道中分离出细菌,随后对其代谢物的生物活性进行评估。
项目负责人、生物学博士、顿河国立技术大学生命系统研究所所长叶尔马科夫(Aleksey Ermakov)教授说:“来自冬眠蝙蝠肠道的细菌更积极地产生保护DNA链免受断裂等损伤的物质。
这意味着冬眠条件下,微生物帮动物细胞避免遗传物质受损。
最有效的‘保护者’是弗氏柠檬酸杆菌和格氏乳球菌。
” 此外,蝙蝠冬眠和清醒时,肠道微生物分泌的氧化损伤细胞物质与抗氧化保护物质总量基本持平,表明其细胞的这种损伤与季节无关。
了解微生物群影响蝙蝠的抗应激能力的机理,有助于更深入地理解蝙蝠的抗病机制,更准确地评估动物传人疾病的传播风险。
初步研究阶段 接下来,科学家计划更深入地研究“宿主-微生物群”的相互关系及肠道微生物如何在蝙蝠的不同生理阶段影响其免疫系统工作。
项目执行人、哲学博士、顿河国立技术大学研究员波波夫(Igor Popov)说:“研究数据可以为城市生态系统(即蝙蝠与人和家畜接触最频繁的地方)的生物安全提供更周密保障措施的科学基础。
顿河国立技术大学的蝙蝠康复中心致力于保护蝙蝠种群、观察蝙蝠,并进行实验室免疫生物学分析,可以成为微生物学、免疫学和城市生态学综合研究的关键平台。
” 俄罗斯皮罗戈夫国立医科大学老年病科研临床中心衰老研究所研究员、医学副博士博尔科夫(Mikhail Bolkov)说:“哺乳动物抗病毒机制非常相似,但蝙蝠具有特殊性,其干扰素水平与体温长期偏高,相当于持续处于‘抗病毒值班状态’。
同时,后续炎症级联反应——对受损细胞和DNA的反应、感染性炎症,在其体内受到抑制。
结果病毒在其体内复制水平很低,免疫系统不攻击病毒,不引起炎症。
同时蝙蝠还有强大的抗肿瘤系统,温和免疫反应则很容易诱发肿瘤,如人类身上。
最终,蝙蝠成了大量病毒的携带者。
” 国家技术倡议FoodNet工作组“智慧供应链”板块负责人科索戈尔(Sergey Kosogor)说,专家对蝙蝠与其携带众多病毒的关联及可传播给人类的周期性灾难性病毒变异的原因与后果仍处于初步研究阶段。
可由蝙蝠传染人类的病原体包括狂犬病毒、尼帕病毒、埃博拉病毒等。
潜在病原体 至于哪些病毒可能成为下次全球大流行的潜在病原体,俄罗斯乌拉尔联邦大学经济与管理学院兼莫斯科物理技术学院未来技术教研室副教授科利亚斯尼科夫(Maksim Kolyasnikov)认为,高致病性H5N1亚型禽流感仍是最有可能的候选者。
他说,该病毒已在野生鸟类、家禽和奶牛中广泛传播,不久前的研究表明,仅需一个突变,它就能具备稳定的人传人能力。
这位科学家说:“尼帕病毒尽管致死率极高,但目前仍呈局部流行。
猴痘2022年暴发后呈下降趋势,但仍需警惕。
D型流感病毒、犬冠状病毒HuPn-2018等研究较少的病原体也值得关注,目前既没有针对其的检测方法,也没有疫苗。
” 本文刊载自《环球时报》“透视俄罗斯”专刊,内容由《俄罗斯报》提供。
在随后的新闻发布会上,中国科学院高能物理研究所高能同步辐射光源工程总指挥潘卫民对入选的“高能同步辐射光源(HEPS)建成试运行”成果进行解读。
2026中关村论坛年会重大成果发布专场活动解读新闻发布会。
新京报记者 张璐 摄 HEPS不仅是亚洲首个第四代同步辐射光源,也是中国首个高能量的同步辐射光源,是目前全球设计亮度最高的同步辐射光源。
这座位于怀柔科学城的“超级显微镜”以“加速电子生产光”为核心原理,能提供高品质的X射线,深层次探索微观世界,2019年正式动工建设,2025年10月通过工艺验收。
“目前,HEPS储存环束流发射度降至56.8皮米・弧度,可发出比太阳亮1万亿倍的X射线,综合性能达到国际同类装置领先水平。
”潘卫民说。
2025年12月3日,HEPS开始了用户实验,截至2026年2月中旬,已为91个单位完成了200余项课题实验,提供近5000小时用户机时,包括清华、北大等国内多所高校和国内外多家研究机构以及比亚迪、宁德时代等领军企业。
其中航空叶片缺陷检测、3D打印材料动态结构捕捉、高铁轮毂应力检测、液态和固态电池原位工况检测、脑器官神经连接图谱、半导体纳米结构成像等多个方向的实验,均取得重要成果,充分验证了HEPS作为第四代同步辐射光源的卓越性能。
3月20日,HEPS 面向全球用户启动了首轮用户课题征集,这是非常重要的里程碑。
“未来,我们将持续优化机器性能,完善用户服务体系,与各领域用户协同创新,并推动跨领域、跨国界协作联动,成为面向全国和世界的重要创新平台。
”他说。
编辑 张磊 校对 卢茜