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1、宇宙膨胀可能正在减速

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宇宙加速膨胀这一理论已经被广泛接受,研究它的科学家还拿到了诺贝尔奖。但现在,有人对这一主流理论发起了挑战。他们提出了一种可能性,宇宙不会永远膨胀下去,而是会进入一种被称为“大坍缩”的逆向状态。观测结果表明,推动宇宙膨胀的神秘暗能量,正在随着时间的推移而减弱。此时此刻,宇宙已经进入了减速膨胀阶段,而且暗能量随时间演化的速度比之前认为的要快得多,如果这些结果得到证实,这将是自27年前发现暗能量以来宇宙学领域的一次重大转变。研究成果已于11月6号发表在了《皇家天文学会月刊》上。

这篇论文难免会遭受质疑,但今年早些时候,暗能量光谱仪团队也得出了类似的结论,并且,近些年越来越多的研究,都在暗示宇宙学模型存在问题。所以宇宙学界正在就暗能量的本质和宇宙的命运展开激烈的辩论。暗能量和宇宙加速膨胀的发现至今已有27年了。然而,其中有一个关键假设,后来被证明是错误的。这就像扣衬衫时第一个扣子扣错了一样。直到 20 世纪 90 年代,人们一直认为引力会起到刹车的作用,减缓宇宙的膨胀。这种观点在天文学家首次利用观测爆炸恒星(Ia型超新星)来估算宇宙膨胀速度时彻底被颠覆。这些超新星就像瓦数相同的灯泡,亮度一致,可以作为“标准烛光”来标示距离。来自天体的光谱会因宇宙膨胀而被拉长,也就是红移。红移越大,表明天体远离我们的速度越快。将距离与红移结合起来,就能描绘出宇宙膨胀的历史。

先前的观测结果表明,遥远的超新星比预期的距离更远。这使得天文学家得出结论:宇宙的膨胀速度加快了,并且仍在加速。而现在,研究团队采用了不同的方法,估算了300个宿主星系的年龄,然后得出了新的结论,“标准烛光”并不标准。在早期宇宙中恒星的体质存在差异,年轻恒星产生的超新星本就偏暗。

分析结果表明,即使修正了这种系统性偏差,宇宙仍然在膨胀,但膨胀速度已经减缓,暗能量也在减弱。如果暗能量持续减少直至变为负值,那么理论上宇宙最终会以大坍缩告终。

2、亮度相当于10万亿个太阳

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近期天文学家观测到了迄今为止最明亮且最遥远的黑洞能量爆发,一个超大质量黑洞吞噬了一颗30倍太阳质量的恒星,为宇宙带来了一场亮度超过10万亿个太阳的烟火秀。研究结果已于11月4号发表在了《自然天文学》上。

耀发背后的超大质量黑洞是一种吸积型黑洞,也被称为活动星系核(J2245+3743,AGN)。质量是太阳的5亿倍。它位于遥远的宇宙深处,距离我们100亿光年。由于光速有限,到达地球需要很长时间,所以我们大概正在以四分之一的速度观看慢动作回放。

为了确定是什么原因导致了宇宙中如此剧烈的爆发,研究人员仔细分析了一系列可能性。或许是黑洞附近发生了超新星爆发,又或许只是光线造成的错觉。但这两种解释都与观测结果不符。他们最终得出的结论是,罪魁祸首是潮汐瓦解事件(TDE)。所以故事大概是这样的,有一颗大质量恒星本来打算按计划来一个超新星爆发,宣告生命的终结,可关键时刻出了一点小小的意外,还没来得及华丽变身,便闯入了一个超大质量黑洞的势力范围。在挣扎中被撕成了碎片。其物质流在螺旋式坠入黑洞的过程中逐渐被吞噬。这一事件产生的黑洞耀发在短短几个月内,亮度就增强了40倍。目前黑洞耀发仍在持续,这表明我们看到的恒星尚未被完全吞噬。

30倍太阳质量的恒星实数罕见,在宇宙中的占比极小。坠入超大质量黑洞更是难得一见。不过活动星系核盘内的恒星可以不断增大。因为盘中的物质会倾泻到恒星上,导致它们的质量增加。

3、量子比特寿命刷新记录

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量子计算一直被寄予厚望,因为它有望将科技提升至一个全新的维度,但目前最大的问题是,量子比特保持信息的时间太短了。在完成有意义的计算之前就会失去相干性,现在,普林斯顿大学研发出了一种新型超导量子比特,其信息保持时间比行业标准长15倍。比目前最佳实验的相干时间还长了3倍。这项重大突破让量子计算离我们更近了。

为了展示其潜力,工程师们构建了一个包含新型量子比特的全功能量子芯片,证明它可以处理现实世界的操作,如果将这块芯片集成到谷歌 Willow等处理器中,计算可靠性有望提高 1000 倍。

研究团队采用了一种双管齐下的材料策略来延长量子比特的寿命。首先,他们使用了金属钽。这种金属异常坚固,不易产生会捕获能量的表面缺陷。钽通过最大限度地减少这些损耗,使量子比特能够更有效地保存能量,从而显著延长相干时间。第二项关键创新是用高纯硅,取代了传统的蓝宝石衬底。高纯硅可能是将量子芯片规模扩展到工业级的理想材料。

4、大黄蜂学会阅读摩斯电码

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11月12号发表在《生物学快报》上的一项新研究首次证明,大黄蜂能够根据不同持续时间的视觉线索来决定在哪里觅食,我们知道摩斯电码基本上也是由持续时间不同的点和划构成的。迄今为止,只发现人类和猕猴等脊椎动物能区分点和划的能力。

团队设计了一个迷宫,训练蜜蜂在两个闪烁的圆圈中找到奖励的糖,这两个圆圈的闪烁时间长短不一。例如,当短闪与糖相关联时,长闪则与蜜蜂不喜欢的苦味物质相关联。

在迷宫的每个房间里,点和线的刺激位置都会改变,这样蜜蜂就无法依靠空间线索来做出选择。在蜜蜂学会径直飞向与糖配对的闪光圆圈后,研究人员把糖拿走再对它们进行测试,以检验蜜蜂的选择是由闪光灯驱动,还是由糖中存在的嗅觉或视觉线索驱动。

很明显,蜜蜂已经学会根据光线的持续时间来区分不同的光线,因为大多数蜜蜂都会直接飞向之前,与糖相关的“正确”闪光持续时间,而不管刺激物的空间位置如何。

5、学外语大脑更年轻

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近期一个研究小组对来自27个国家的,86000 名年龄在 51 岁至 90 岁之间的健康参与者进行了研究之后发现,掌握多种语言可以减缓大脑衰老,并有助于预防认知能力下降。研究成果已于11月 10号发表在了《自然衰老》杂志上,研究表明,与只会说一种语言的人相比,会多种语言的人出现生物衰老加速迹象的可能性只有一半。而且随着掌握的语言种类增多,这种效应也会增强。仅仅多掌握一种语言就能降低加速衰老的风险。如果你会说两三种语言,这种效应会更加显著。

多语言对衰老的影响一直存在争议,但此前还没有如此大规模的研究能够确凿地证明这一点,这项研究可能会给这一领域带来突破性进展。

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