【菜科解读】

水源一直是人们评定生命是否存在的标准之一，但世界上即使没有水源甚至是没有液态物质，生命也是照常可以存在的。

科学家们认为，在我们身处的太阳系就存在这样的拥有生命的天体，那就是土卫六。

　　早前，人们曾在土卫六上发现大量的液态甲烷，这些甲烷甚至组成了甲烷海，是的星球看上去有着淡淡的绿色。

科学家发现，在土卫六的表面或还存在一种有利与生命诞生的化学反应。

　　土卫六是土星最大的卫星，是处地球之外唯一存在雨水和季节性液体侵蚀地貌的星球。

因此，土卫六一直被认为是太阳系中最像地球的吗。

研究人员认为，土卫六或许有望成为测试在没有水源情况下生命能够存在的理想所在。

　　研究人员认为，"土卫六表面的气压与地球相似，但温度却极低，主要的液体是甲烷和乙烷。

这样的环境可以用来测试生命化学的环境极限，并推测在没有水的情况下生命是否能够存在。

"科学家们采用了美国宇航局"卡西尼-惠更斯"号的探测数据，并对土卫六表面的温度和气压进行了测量。

测量结果表明，聚酰亚胺可能形成于土卫六表面，是大气化学反应的产物。

研究人员还通过实验模拟了可能发生于土卫六大气层中的化学反应，并测试某种聚合物是否支持生命起源的化学反应。

科学家表示，"通过量子计算，我们发现这种聚合物拥有有趣的电属性和结构特点，有可能在低温环境下促进生命起源的化学反应，就好似土卫六的低温环境。

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　　康奈尔大学研究团队自去年开始此项研究。

他们认为，宇宙中的生命可能比我们想像的要多得多，还有更多的世界支持生命的存在。

他们将这种生命称为"氮质体"，"氮质体"由有机氮化合物组成，可以在零下180度的液态甲烷中生存。

　　天文学家在搜寻外星生命时，判断一颗行星是否适宜生命存在，方法之一就是"看该行星是否位于宜居区内"。

这就意味着这颗行星必须与其主恒星保持适当的距离，这样才有可能拥有液态水。

天文学家之所以如此看重液态水，因为这是众所周知的生命存在的必要要素。

　　土卫六表面过于寒冷，液态水很难存在。

土卫六极端寒冷的气候让液态水变得非常难得，液态水被深埋于坚硬的冰质外壳之下50千米到100千米处。

但是，一些科学家正在思考一种可能性，即土卫六是否存在某些不同类型的生命。

美国康奈尔大学一个研究团队近日模拟了在土卫六现有的条件下是否存在某种支持生命起源的化学反应。

研究人员发现，一种被称为"聚酰亚胺"的聚合物可以改变土卫六表面的化学成分。

　　研究团队成员、美国康奈尔大学科学家乔纳森-鲁尼尼教授介绍说，"我们正在假设这种聚合物形成于土卫六表面的氰化氢，而氰化氢是在大气中形成的并最终沉积于土卫六的表面。

我们的模拟实验显示，这种聚合物可以形成有利于生命生成的化学结构，并吸收一定波长的太阳光。

如果想在土卫六上寻找生命，这样的化学反应或许就是生命存在的征兆。

‘卡西尼’号发现的湖泊、海洋和海岸线以及‘惠更斯’号发现的沟谷都表明土卫六上存在某种可能导致生命出现的化学过程，聚酰亚胺在其中起到重要作用。

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　　从各个方面来了看，土卫六都是很有可能存在生命，而关于土卫六的更多秘密，还有待人们去探索。

托卡马克：人造太阳的 “磁约束熔炉”

一、名字与起源名称含义：俄语缩写，全称 “环形真空室磁线圈装置”（环形 toroidal、真空室 kamera、磁 magnit、线圈 kotushka）。

诞生：1950 年代由苏联库尔恰托夫研究所发明，1954 年建成首个装置 T-1，1968 年 T-3 装置突破关键温度，奠定主流地位。

二、核心原理：磁场 “牢笼” 困住上亿度等离子体核聚变需要1 亿℃+高温，没有任何材料能直接接触，托卡马克用磁约束解决：环形真空室：形似 “轮胎”，内部抽成真空，注入氘氚燃料（氢同位素）。

三重磁场约束环向磁场：外部环形线圈通电，产生绕真空室的 “跑道型” 磁场，防止粒子径向逃逸。

极向磁场：中心螺线管线圈（变压器初级）感应出等离子体电流（变压器次级），电流产生垂直方向磁场，约束粒子纵向运动。

螺旋磁场：两种磁场叠加，形成螺旋形磁力线，让等离子体粒子沿磁力线螺旋运动，牢牢锁在中心，不碰内壁。

加热到聚变温度欧姆加热：等离子体电流自身电阻产热（类似电炉丝）。

辅助加热：微波、中性束注入（高速氢原子束），把等离子体从千万度加热到 1 亿℃以上，满足氘氚聚变条件。

聚变反应与能量输出氘 + 氚氦 + 高能中子 +17.6MeV 能量。

带点粒子（氦核）被磁场约束，维持高温；

不带电中子穿透磁场，撞击内壁 “包层”（锂材料），动能转化为热能，加热水成蒸汽，驱动发电机发电。

副产品：氦气（无放射性），锂受中子轰击还能再生氚，形成燃料闭环。

三、关键结构真空室：环形，耐高温、防杂质污染。

磁体系统：环向线圈、中心螺线管、极向线圈，多为超导材料（如铌钛合金），降低能耗。

包层：内壁核心部件，承担能量捕获 + 氚增殖双重任务。

偏滤器：排出杂质和废热，保护真空室。

四、代表装置EAST（东方超环，中国）：世界首个全超导托卡马克，2021 年实现1.2 亿℃维持 403 秒，稳态运行全球领先。

EAST东方超环托卡马克装置ITER（国际热核聚变实验堆，法国）：全球 7 方（中、欧、美、俄、日、韩、印）共建，人类最大托卡马克，目标 2035 年首次氘氚聚变，实现输出能量 > 输入能量（Q>10）。

ITER国际热核聚变实验堆JET（欧盟）：历史最久的大型托卡马克，1997 年创下Q=0.67（输出 / 输入）纪录。

五、核心挑战稳态约束难：上亿度等离子体易失控、逃逸，需长期稳定约束（目标数千秒）。

能量增益低：目前实验Q 输出），需突破Q>10才能商业化。

材料寿命短：中子轰击、高温等离子体冲击，内壁材料易损伤。

氚自持难：氚天然稀缺，需高效增殖技术实现燃料自给。

六、优势与前景优势：燃料（氘）取自海水，储量几乎无限；

无碳排放，放射性废料极少（远低于裂变），安全性高。

前景：若 2035 年 ITER 达成目标，2050 年前后有望建成首座商业聚变电站，彻底解决人类能源危机。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳

目前，全球已有多个科研机构正在加紧实施人造黑洞项目，黑洞吞噬地球，甚至黑洞吞噬太阳的可能性，都可能通过人造黑洞模拟来加以验证。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 据了解，人造黑洞的设想最早提出于20世纪80年代，由加拿大不列颠哥伦比亚大学的威廉-昂鲁教授提出，他认为声波在流体中的表现与光在黑洞中的表现非常相似，如果使流体的速度超过声速，那么就可以在该流体中建立一个人造黑洞。

美国加州大学物理学教授史蒂夫-吉汀斯是这方面的专家，他对人造黑洞进行了认真分析，他认为：人造黑洞毁灭地球的理论纯粹是小说和电影里的虚构，真正的粒子碰撞制造出的人造黑洞不可能吞噬地球。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 粒子加速器，也被称之为大型强子对撞机(LHC)。

位于法国和瑞士交界处的世界上最大的粒子物理研究中心欧洲核子研究中心(CERN)已经开始在一个将近17英里长的圆形隧道里面建造这个被人们称之为世界最大的"黑洞工厂"的装置。

吉汀斯教授在报告中称，欧洲的科学家很快就会利用粒子加速器制造出人造黑洞。

目前欧洲核子研究中心的蒙加诺教授与吉汀斯教授的科研小组进行合作正在建设建设世界上最大的粒子加速器(对撞机)，而这个粒子加速器(大型强子对撞机)是世界上最先进的粒子研究工具，项目耗资80亿美元，历时14年之久，汇集了世界各地最著名的物理学家。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 科学家们将在实验中撞击质子，模拟宇宙大爆炸后一万亿分之一秒内的能量和条件，接着细致分析撞击产生的残骸，用以探求物质本质的线索和自然中新的力量和平衡。

吉汀斯认为，今年夏天如果人类首次制造出人造黑洞，也不会产生什么重大影响。

吉汀斯和蒙加诺两位教授在进行深入研究后得出结论：利用粒子碰撞产生的黑洞是无害的。

因为，所有的黑洞都要释放出宇宙射线，小的黑洞所释放的物质要远远多于其吸收的物质，因此，在它们吸收物质之前自己就早已瞬间蒸发了。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 事实上整个宇宙原本就是一个类似的粒子对撞机器，具有高能量的宇宙射线和粒子会经常碰撞在地球的大气表层、太阳或者是其它的白矮星和中子星的表面，每时每刻都在发生着这样的粒子碰撞。

如果这些粒子碰撞会产生危险的话，天文学家很早就会发现这一现象并对其展开研究。

其实一直以来地球就沐浴在足够可以形成黑洞的宇宙射线和粒子对撞之下，但地球一直也都没有被摧毁。

而且，几乎所有粒子加速器生成的黑洞都必须达到足够的速度才能逃脱地球的重力，即使一年生产出1000万个黑洞，也大约只能捕捉到其中的10个，让它们围绕加速器中心运转。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 而这些被捕捉到的黑洞又是如此的渺小，假设让它穿过一块相当于地球到月球距离厚度的铁块，它也不会撞倒任何东西。

它们吞噬一个质子也需要大约100小时的时间。

一个这样的黑洞吞噬100个质子大约需要花费一年的时间，因此，要吞噬1毫克地球物质就需要花费比宇宙年龄还要长的时间。

科学家表示，假如大型强子对撞机(LHC)在今年生产出了黑洞，那么它就证明了宇宙确实存在除空间和时间以外的维度。

吉汀斯承认，地球的未来以及人类的生命安全和健康都令每位科学家非常担忧。

特别是关于人造黑洞风险的争论，现在已经是一个非常具有争议的物理话题。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 特别是已经有科学家指出，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机产生黑洞的风险足以吞噬地球，或者将产生一类名为"奇异微子"(Strangelet)的粒子，将地球变成一团沉寂、收缩的"奇异物质"。

还有很多政治家担心这种人造黑洞的技术被恐怖分子利用，成为继原子弹和氢弹之后人类最具有毁灭性的武器。

但是，吉汀斯肯定的说：现代物理学无法在地球上制造出具有破坏性的黑洞。

"欧洲建立大型强子对撞机(简称LHC)，是为了揭开宇宙大爆炸之谜，而不是制造黑洞毁灭地球。

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