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长风微信注册 一组科技新闻:嫦娥四将搭秘密武器、发现第一颗恒星形成证据

2020-01-11 13:55:51 · 作者:匿名

长风微信注册 一组科技新闻:嫦娥四将搭秘密武器、发现第一颗恒星形成证据

长风微信注册,2018年3月1日消息,科学权威杂志《自然》公布了两张渲染图,显示天文学家找到了大爆炸后第一颗恒星的形成证据,距离大爆炸仅仅1.8亿年。同时,另一组科学家也发现,此时宇宙温度比预期的还要寒冷2倍。研究人员表明,很可能就是暗物质相互作用下的结果。

根据大爆炸理论,大约138亿年前宇宙发生了大爆炸(bigbang),从一个极紧密、极炽热的奇点不断膨胀至现在的状态。宇宙诞生后不久便陷入黑暗时期,光被隐匿在混沌(中性氢原子阻挡了光线)中,直到物质开始聚集,并在极高压力下压缩成足以发生核融合的核心,第一批恒星至此开始闪烁。

此次天文学家利用一台放在澳洲沙漠中、一个相当小的无线电天线光谱仪“edges”检测到了第一颗恒星发出的微弱讯号。这讯号来自宇宙最早的恒星──距离大爆炸仅仅1.8亿年,也就是距今远达136亿年前。美国国家科学基金会天文科学部主管peterkurczynski形容,这难度就好比你想在飓风中聆听蜂鸟振翅的声音。

图为艺术家绘制的从宇宙大爆炸开始到现在的时空维度图像

“嫦娥四号将首次着陆月球背面,极具发现性。我们将在嫦娥四号任务的中继星上搭载两颗小卫星,做射电干涉试验,探测宇宙‘黑暗时代’。”全国政协委员、中国科学院国家空间科学中心研究员吴季2日说。

国际权威学术期刊《自然》预测2018年全球科技大事件,嫦娥四号任务“榜上有名”。

国防科工局探月与航天工程中心此前介绍,我国计划今年上半年将嫦娥四号的中继星发射至地月拉格朗日L2点,并在约半年后发射嫦娥四号的着陆器和巡视器,对月球背面开展着陆巡视探测。

“如果这两颗实验小卫星可以测得来自宇宙深处的微弱信号,并获得干涉效果,我们下一步的探测方案是向月球轨道上发射一个小卫星的编队,对宇宙‘黑暗时代’进行成像探测。”吴季说,“哈工大负责研制小卫星的平台,中国科学院国家空间科学中心和国家天文台负责研制有效载荷和数据分析,这项探索将是世界领先的。”

据悉,利用中继星实现地球与月球背面的通信是人类第一次。通过向地月拉格朗日L2点发射一枚中继卫星来中转通信,让落在月球背面的嫦娥四号处于地球和中继卫星之间,可以有效解决通信和测控问题。

嫦娥四号登月探测器

发表在最新一期美国能源学术期刊《焦耳》上的研究显示,中国复旦大学夏永姚团队开发的新电池采用凝固点低、可在极端低温条件下导电的乙酸乙酯作为电解液,并使用两种有机化合物作为电极,分别为PTPAn阴极和PNTCDA阳极。

电解液是离子在两个电极间移动的化学介质,但在低温条件下电解液和电极交界处的电化学反应难以持续。

研究人员说,与传统锂电池使用的电极不同,这种电极使用的有机化合物不依赖“嵌入过程”,即不需要将锂离子嵌入到电极的分子矩阵中,避免了低温条件下嵌入过程变慢。

夏永姚说:“乙酸乙酯电解液和有机高分子电极让可充电电池在零下70摄氏度的极低温条件下工作。”

传统锂电池在零下20摄氏度时性能只有其最优水平的50%,零下40摄氏度时只有最优水平的12%。俄罗斯和加拿大等极寒地区温度低于零下50摄氏度;在太空中,温度甚至低至零下157摄氏度。

夏永姚说,相比传统锂电池的电极材料,新电池的材料则充足、便宜且环保,他预计这种材料的价格只有前者的约三分之一。

但研究人员承认,实现产品化面临的主要挑战是这种电池的单位质量能量比不上已商业化的锂电池,生产过程还需优化。尽管如此,夏永姚认为它具显著应用潜力。

复旦大学特聘教授博士生导师夏永姚

据美国科学促进会(aaas)科技新闻共享平台eurekalert!最新报道,一项来自美国科研机构的联合研究表明,太阳能发电和风能发电能可靠地满足该国80%的电力需求。文章发表在最新一期《能源与环境科学》杂志上。

来自加州大学欧文分校、加州理工学院和卡内基科学研究所的联合科研小组,分析了从1980年到2015年这36年来,美国每个小时的天气数据,以了解仅依靠太阳能和风能发电的障碍。

“如果我们想要一个基于这些资源的可靠电力系统,就要考虑如何应对其日常和季节变化。”加州大学欧文分校地球系统科学副教授史蒂文·戴维斯说。

他解释说,小组研究了太阳能和风能在时间和空间上的变化,并与美国电力需求进行了比较,结果显示,通过建设大陆传输网络或可储存12小时国家电力需求的设施,就能可靠地获得全部所需电力的约80%。

研究人员表示,这种传输或存储能力的扩展,意味着非常重大的投资。他们估计,新输电线路成本可能高达数千亿美元。不过,当今最便宜的电池存储电力的费用更高,可能超过一万亿美元。其他形式的能源并没有这么大的潜能,比如,美国东部虽然水资源丰富,但海拔不高,需要借助势能的水利发电潜力有限。

太阳能和风能发电

《科学》杂志官网报道称,在地球最干燥、最不宜居的智利阿塔卡玛沙漠,德国科学家发现了一个“顽强”的细菌群落,可以在没有水的情况下生存10年。由于此地土壤与火星非常相似,这为在遥远的红色星球上寻找生命带来了希望。相关成果发布在近日出版的美国《国家科学院学报》上。

阿塔卡玛沙漠沿智利太平洋沿岸延伸1000公里,降雨量可低至每年8毫米。由于降水很少、风化很小,随着时间的推移,地表形成一层硬壳盐,进一步阻碍了那里生命的繁荣。

德国柏林技术大学天体生物学家德尔可·斯褚尔兹带领的团队,在3年间从沙漠的8个地方采集了土壤样本。他们首先在2015年创纪录的降雨后一个月收集样本,然后在2016和2017年,于相同的地点再次收集。他们对已知区分微生物物种的基因进行测序,以确定来自完整活细胞的dna比例。最后,他们评估了细胞三磷酸腺苷(atp)、脂肪酸和蛋白质的活动水平。

总体而言,海岸地区atp数量比内陆地区多1000倍,且在雨季表现最为活跃。但干旱地区,大多数生命迹象基本消失,然而,有一种细菌继续在地下25厘米处茁壮成长,且看起来在无限期休眠。这一地区的环境与火星类似,可以作为火星模式的对照之地,进一步研究这种细菌。在最干旱的地区有了生命迹象,这意味着降雨后,一系列的细胞活动正在发生。

美国亚利桑那大学环境微生物学家朱莉·内尔森说,这项工作“很好地证明了生物体确实生活在那里”。阿塔卡玛沙漠对人类来说可能不适合居住,但对这些有机体来说,“这是它们的生态系统”。

阿塔卡玛沙漠

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