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引力波是什么？跟我们有什么关系？一张图读懂它……
作者：之家哥
摘要：网贷之家小编根据舆情频道的相关数据，精心整理的关于《引力波是什么？跟我们有什么关系？一张图读懂它……》的相关文章10篇，希望对您的投资理财能有帮助。
《引力波是什么？跟我们有什么关系？一张图读懂它……》 精选一北京时间10月16日22点，激光干涉引力波天文台（LIGO）科学合作组织和处女座引力波探测器（Virgo）合作组织联合召开发布会，宣布再次探测到时空的涟漪。这是人类第五次探测到引力波。然而科学界的兴奋之情甚至不亚于第一次探测到引力波时。因为与之前被探测到的四个引力波信号不同，这次探测到的引力波信号GW170817来自1.3亿光年外两颗并合的中子星，而且科学家第一次同时观测到了引力波及其电磁对应体，以及科学家预言的巨新星现象。“这是我们迄今观测到强度最强的引力波信号，比第一次观测到的双黑洞引力波信号要强得多。”LIGO科学合作组织爆发源分析组联***、英国格拉斯哥大学教授、北京师范大学特聘外国专家Ik Siong Heng表示，它与之前的双黑洞绕转产生的引力波信号非常类似，但持续时间更长。“探测器中GW170817信号持续时间超过1分钟，之前的双黑洞并合引力波信号只有1秒左右。”到底什么是引力波？引力波是1916年爱因斯坦建立广义相对论后的预言。极端天体物理过程中引力场急剧变化，产生时空扰动并向外传播，人们形象地称之为“时空涟漪”。自从日LIGO首先发现双黑洞并合产生的引力波事件以来，已经探测到4例引力波事件，包括这次宣布的LIGO和Virgo联合探测的双中子星并合引力波事件。呃 我知道你们跟我一样，其实没太看懂……所以准备了一个通俗版：人们时刻都能感知到引力，牛顿在树下看苹果落地，大海有潮涨潮落……那么，引力波到底是什么？简单说来，引力波就是黑洞等巨大天体在碰撞时产生的一种特殊的“时空涟漪”，是时空扭曲带来的现象，就像石头被扔进水中所产生的波纹。如果假设时空为一张蹦床，上面放着一枚静止的网球。若一个人坐上蹦床，蹦床就会向下凹陷，小网球也会滚向凹陷处。且离得越近，滚得越快，这个人体重越大，网球越容易滚向凹陷处。如果用高速摄影机观测、并回放慢镜头，会发现这一扩散过程是以波动的形式进行的。而这一波动形式，就相当于宇宙天体碰撞产生的引力波。在时空中，引起改变的物体质量越大，时空弯曲程度就越明显，产生的“引力”也更大。毫无疑问，引力波的探测对宇宙起源等诸多秘密的探索，是一个“令人激动的里程碑”，使人类在探测未知世界的路上又更近了一步。这些发现意味着令人振奋的天文学新时代的到来，人类开启了一扇观测宇宙的全新窗——引力波天文学。这代表着，人类探索未知世界又进了一步引力波跟我们有何关系引力波可以为人类观察宇宙提供新的观察方式，在宇宙大爆炸时就有引力波，也叫初始引力波，如果能探测到初始引力波，人类就可以完全了解宇宙大爆炸初期发生的状况，造成人类探明宇宙的第一步玩笑归玩笑，引力波的发现虽然跟我们个人无太大关系，但是对人类来说，有巨大影响。引用知乎用户的回答：作者：Desmond链接：https://www.zhihu.com/question//answer/来源：知乎著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。从一两年前就开始关注引力波的探索，在LIGO升级后也是特别期待有所发现，没想到这么快就确认了，实在是惊喜！现在科普文已经有许多了，我就不赘述了，着重说一下意义。在5.4亿年前的寒武纪，地球上的生物第一次进化出眼睛，那时的眼睛还只是由一些感光细胞汇聚而成的凹陷，称为眼点，但从那一刻开始，地球上的生命第一次感受到了充盈在宇宙中的无处不在的电磁波。五亿多年过去了，自从19世纪发现电磁波后，我们的生活已经离不开这种电磁场的扰动了。我们将各种频段的电磁波编码，发射，地球另一端的人就能瞬间接收到编码的消息。这些有意义的电磁波让许多人开始脑洞大开，如果人类使用电磁波进行交流，那么如果有外星人的话，它们是否也是这样呢？于是以SETI为首的各类地外智慧探索设施开始成立，而他们的主要手段就是监听来自深空的电磁波，试图找出经过外星人编码过的那些，以证实外星文明的存在。不过这么多年过去了，人们始终没能捕获哪怕一丝带有文明气息的电磁波，于是有人开始怀疑。电磁波最大的缺点就是穿透性差且特别容易衰减，很多人指出如果有星际文明的话，电磁波并不是一种良好的通讯手段。那么什么才是呢？很多人把目光投向了引力波，而引力波的性质对于星际通讯简直在适合不过了，它的穿透性非常好，甚至比中微子还要强，而且衰减速度很慢，足以保证长距离的通讯，这样的性质让很多人坚信引力波才是高等星际文明的基本通讯手段。试想一下，当有一天，人类终于可以编码，发送，接收引力波时，会不会突然发现，其实宇宙中充斥着有意义的引力波，这个宇宙早已热闹非凡，只是从前我们是瞎子，看不到那些璀璨的灯火？也许在人类发明出引力波天线（收发装置）的那一天，巨大的飞船将从天而降，迎接我们进入真正的宇宙文明社会（好吧，脑洞确实有点大_(:3」∠)_）。精彩回顾：◆ 职场“35岁危机”：这是我看过的最棒建议◆ 人不成熟的5大特征，你中了几条 ？◆ 月薪多少才算80后中的人生赢家？◆ 中国究竟有多少人月入过万？被2017年的数据惊呆了......图文由编辑综合整理自网络，如有侵权请联系我们。文章观点不代表平台观点，，。编辑：小佳长按关注点击阅读原文，注册领200元！《引力波是什么？跟我们有什么关系？一张图读懂它……》 精选二来源：航天防务、纳米人、科技日报前沿科技是物化新装备、形成新能力的“孵化器”，超前谋划和抢先占领前沿技术制高点，是武器装备创新突破的重要途径。2016年，世界前沿科技探索取得了重要进展，在脑和认知、新材料、、光量子等领域，更高智能、更快速度、更大容量、更低功耗、更小尺寸、更深融合的颠覆性创新和群体性技术突破不断涌现，正在深刻影响未来国防科技与武器装备发展。谋划新的技术方向世界主要军事强国继续高度重视国防前沿科技发展，制定战略规划，超前部署方向，加大投入力度，创新发展模式，以保持其优势与发展后劲。积极规划发展方向。美国发布了《21世纪国家安全科技与创新战略》、《联合作战环境2035》等战略文件，预判未来军事技术发展面临的环境和重点方向；美国科学与技术委员会发布《人工智能研究与发展战略计划》；在“第三次抵消战略”下，美国国防高级研究计划局（DARPA）重点围绕复杂系统、信息爆炸、技术突袭等推进颠覆性技术发展。日本防卫省发布了《防卫技术战略》，明确了未来20年18个领域的军事技术方向，提出了无人技术、智能与网络技术、定向能技术等改变游戏规则的技术领域。欧盟委员会发布《量子宣言》，提出2018年启动总额的“量子技术旗舰”计划。英国国防部宣布推出为期10年的创新计划，研究前沿国防技术、应对未来挑战。借众智促前沿创新。美国在太空、网电、无人系统等多个领域举办了一系列挑战赛、、研讨会等，充分挖掘企业、大学、个人等各类创新力量的潜力推进前沿技术发展。2016年3月，美国“国防创新实验小组”为陆军举办赛博创新挑战赛；美国航空航天局（NASA）举办了“突破、创新和改变游戏规则”创意挑战赛决赛和首届太空机器人挑战赛；8月，美国陆军举办第三届创新峰会与“疯狂科学家”讨论会，进一步扩大与工业界和学术界之间的协作。俄罗斯航天国家公司和先期研究开展了系列竞赛选拔，挑选从事颠覆性技术研究的青年学者和专家，组建航天前沿技术青年实验室，以确保未来航天活动中的技术优势。捕捉商业技术机遇。美国继续推进协同创新，引入商业企业等传统国防领域以外的创新力量，寻求前沿技术突破点和潜在机遇。美国国防部长卡特就任后已经四次造访硅谷，参加多次商业创新会议，显示了对商业技术的重视程度。2015年7月、2016年7月和9月，美国国防部先后在硅谷、波士顿和奥斯汀设立“国防创新实验机构”（DIUX），以衔接军方与企业，加速商业技术的国防转化应用。2016年3月，美国防部组建了由商业创新领袖组成的国防创新咨询委员会，旨在将商业部门的创新人员和机构融入国防领域。DARPA启动了“Improv”项目，重点识别能带来颠覆性变革的商业技术。形成新的技术能力新材料方面，先进复合材料、超材料、智能材料等发展日新月异，这些特种新材料将为装备性能跃升提供可能。美国和德国科学家联合开发了一种相变材料，这种材料更加节能、可永久储存数据，并且在执行特定操作时速度比现有存储器快1000倍。美国科研人员通过伸展和收缩改变开口环形谐振器的形状与参数，调整抑制电磁波的频率范围，研发出一种柔性、可伸缩、具有调谐选择性的超材料，在隐身飞机、电磁屏蔽等领域具有重大应用前景。华盛顿州立大学开发出可在光和热的作用下改变形状，并实现自我折叠和展开，具有形状记忆、光激活及自修复能力的多功能“智能”材料。多国科学家发现氧化铟锡可以获得高于其它材料数百倍以上的光学非线性，未来有望在多个光子学应用领域大显身手，对光子通信意义重大。美国阿贡国家实验室和北伊利诺伊大学的研究团队首次成功制造出一种名为“可擦写磁荷冰”的新材料，能以前所未有的精确度控制局部磁场，有助于开发新的计算技术，研发更小、更强大的计算机。美国科学家制造出受热会收缩的全新超材料，适用于制作在温度变化较大环境中所需的微芯片和高精光学仪器等。美国休斯顿大学科学家利用界面组装技术，诱导非超导材料产生超导性，并增强了超导材料的超导性能；加拿大科学家发现了超导材料中的电子云可以对齐并按照某个方向有序排列，即呈现向列相，这一新发现有助于悬浮列车和超级计算机等技术的研发。美国麻省理工学院和NASA科学家开发出一种可变形的超轻符合材料机翼，重量是传统机翼的十分之一。排列在二维晶格中的纳米磁体石墨烯的应用研究继续取得新的进展，其潜力和价值不断展现。美国伦斯利弗莫尔国家实验室通过在气凝胶电极石墨层间加入锂离子和高氯酸根离子，发明了一种使3D打印石墨烯超级电容器性能提高一倍的方法。剑桥等多所大学的科学家联合将石墨烯集成进硅光电子电路，为硅基光电探测提供了简单的解决方案。英国曼彻斯特大学的科学家使用石墨烯等离子体的特性开发了一款可调谐太赫兹激光器，改变了现有太赫兹激光器只能固定一个波长的限制。瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员开发出一种通过功能化石墨烯纳米薄片高效冷却电子器件的技术，有助于开发出更小更节能的电子信息装备。美国宾夕法尼亚大学的科学家采用石墨烯封装方法，首次合成二维氮化镓材料，其具备的优异电子性能和强度将产生颠覆性应用效果；该大学科学家还基于双层石墨烯开发出电子流态控制设备，可能开辟电子学新的发展方向。美国麻省理工学院将两种晶格大小不一致的二硫化钼和石墨烯集成在一层上，可有助于研制功能更强大的计算机。无人集群技术持续进行演示验证，未来将形成以无人蜂群式攻击为代表的新型作战能力。在空中无人系统集群方面，美国空军通过F-16战斗机在指定空域进行了快速布撒了大量微型无人机的试验；6月，31架无人机在40秒内依次发射并编组飞行，完成了利用发射管发射模块化无人机、无人机自主集群飞行，机间感知和精确编队等技术验证；8月，完成50架“微风”无人机同时自主飞行试验。在海上无人系统集群方面，波音公司为美海军研发的“回声航行者”“传感器寄宿自主远程艇”等项目取得了新进展，将对未来海上区域监视产生重大影响；美国海军年内对集群式无人水面舰艇相关技术进行了多次演示验证。美乔治亚理工学院开发出新算法，可使多个机器人在彼此距离数厘米的范围内移动且不会发生碰撞，以支持类似“蜂群”的无人系统自主协同作战。集群式无人睡眠舰艇新型器件发展取得重要突破，一批超越现有能力的存储器、处理器等问世，将推动信息技术的跃升。美国科学家使用DNA作为支架，将其它材料组装到DNA上，形成用于制造计算机电路的电子器件，将**节约成本。哥伦比亚大学研制出首个同时同频全双工射频通信元件，有望使无线射频通信能力提高一倍，在达、通信等领域应用后将极大提升装备效能。美国加州大学在DARPA资助下研制出全球首个芯片级光频合成器，在光频梳技术上取得重大突破，该技术应用后可将现有授时精度提高3个数量级，将对定位、激光通信等领域产生重大影响。荷兰的研究团队将存储器密度提高到目前最好商业硬盘的500倍，这种存储密度能把人类目前为止创作的所有书籍都写到一张邮票上。美国洛马公司成功研制出新型微流体散热片，较传统芯片冷却效果提升6倍，可大幅提升集成电路散热能力。美国麻省理工学院和快速电容公司合作开发出一种新型超级电容器，存储能量和能量密度均达到现有水平的10倍。美国爱荷华州立大学科学家研制出一种新型实用瞬态电池，其自毁速度在原有基础上大幅提升，这一突破将使研发自毁型电子器件成为可能。美国威斯康星大学的料学家成功研制出性能首次超越硅晶体管和砷化镓晶体管的碳纳米晶体管，将促进碳纳米管在逻辑电路、高速无线通信和其它半导体电子器件领域的广泛应用。拓展新的技术途径先进制造技术在增材制造、特种工艺、智能组装等方面有新的突破，将开辟新的产品设计与制造途径。轨道ATK公司成功试验了3D打印制造的高超声速发动机燃烧室；美国休斯实验室使用3D打印方法制造出超强陶瓷材料，不仅可拥有复杂的形状，还能耐受超过1700摄氏度的高温；美国哈佛大学研究人员利用3D打印出世界首个全柔性自主机器人。在美国将3D打印机送入国际空间站后，俄罗斯研究人员也宣布制成了该国首台太空3D打印机样机，计划在进一步完善后，在2018年送入国际空间站进行测试。美国布鲁克海文国家实验室研究人员使用电子束光刻蚀模式，直接将多个分子模式自组装到单一材料上，实现了自组装概念的重要突破，将改变电子产品设计和制造途径。美国德克萨斯大学的研究人员首次演示了利用莫尔纹纳米球光刻技术制备大面积可调石墨烯超颖表面的方法。新能源方面，利用太阳能、海水、核聚变等方式产生能源继续受到高度关注，多项技术突破将推动能源格局发生重大变化。美海军海水变燃料技术取得重要进展，从海水中提取二氧化碳和氢气的技术已发展至第二代，每日产量可供合成1加仑液态碳氢化合物燃料。美国麻省理工学院的科学家首次证明了使用太阳热光伏设备，太阳能电池的光电转化效率可突破理论限制。美国斯坦福大学科学家设计出一种钙钛矿太阳能电池驱动的光解水复合体系，可使光解水制氢的转化效率达到6.2%，利用该方法后光到氢的能源转换效率有望提升到新高度，为获取绿色氢能源提供一个重要途径。新型太阳能电池发展迅速，美国科学家实现了小分子有机太阳能电池效率近50%的增长，麻省理工学院开发出一种超轻、超薄的柔性太阳能电池。美国哈佛大学开发出一种人工仿生叶，能“吃”进二氧化碳产出生物乙醇，效率比自然光合作用高出10倍。加拿大多伦多大学科学家找到了一种方法，可利用硅将二氧化碳转换成高能燃料，这种通过纳米结构氢化物的还原能力直接利用太阳光生产燃料是概念上的一大创新。德国启动了最大的仿星器核聚变反应设备并首次制造出氢等离子体，预计4年后可实现等离子体脉冲持续时间30分钟，向实现受控核聚变迈出重要一步。美国麻省理工学院科学家在阿尔卡特C-Mod卡马克聚变反应堆实验中创造世界新纪录，等离子体压强首次超过两个大气压。仿生技术发展迅猛、军事应用前景广阔，涌现出一批新型仿生机械和仿生材料，有望成为装备新能力形成的有效途径。哈佛大学研发了类似蜜蜂的“机器峰”，高2厘米、重约100毫克，将在军事侦察领域发挥重要作用；该大学还研制出半透明、硬币大小的机器鱼，可在蓝光控制下像鱼一样游泳。波兰、意大利和英国合作利用光电机械液晶弹性体单片电路研发出一款长约15毫米的软体机器人，可模仿毛虫不同步态、爬坡、推动比自身重10倍的物体，具有在挑战性环境中执行任务的能力。英国研究人员设计出一种模仿蝙蝠的新型薄膜可变机翼，利用这种机翼制作出的微型无人机可以飞得更远并节省更多燃料。美国斯坦福大学研究人员首次制备出一种可用于制作晶体管的可自愈弹性聚合物，实现了复杂电子表面模仿人类皮肤，是仿生学发展的重大突破，将为新一代类皮肤可穿戴装备奠定基础。先进动力技术在航空动力、空间推进等方面取得新进展，有望改变传统动力的物理极限。 美国NASA公布了一种新型推进系统“电子帆”，它能和太阳释放出的粒子相互作用产生推力，将大幅缩短将航天器送往星际空间的时间。美国 NASA格伦研究中心测试了一种全新的飞机发动机技术——边界层吸入推进器，有望让现有最先进发动机的燃油效率再提高4％到8％。俄罗斯成功进行了脉冲爆震火箭发动机试验，该技术改变了传统火箭发动机结构，使火箭发动机的热力效率**提升，成本和质量大幅降低。脉冲爆震火箭发动机试验奠定新的技术基础人工智能技术受到前所未有的高度关注，将推动武器装备向更高智能化方向发展，形成新的能力优势。2016年3月，美国谷歌公司运用“算法”开发的“阿尔法围棋”人工智能程序，在与世界围棋冠军的“人机大战中”4：1取得胜利，标志着人工智能技术发展取得新突破。美国科学家发明了一种被称为结构映射引擎的新模型，能使计算机类人分析和学习能力显著增强。谷歌“深度思维”公司发表了一项人工智能重要成果，描述了一种集神经网络与计算机优点于一身的混合型学习机器，既能像神经网络那样学习，又能像计算机那样处理复杂数据。微软雷蒙德研究院开发出一种算法，使计算机对指定主题对话的语音识别率增至94.1%，首次与人类水平相当。脑和认知方面，脑图谱绘制、认知计算、脑控等技术取得实质性进展，为人类认知能力的增强，以及脑科学的军事应用奠定了重要基础。美国艾伦脑科学研究院绘出了迄今最完整的数字版人脑结构图谱，也是迄今最清晰脑部微观解剖学结构图谱，将成为大脑研究人员的最新指南和“导航图”，标志着在理解人脑方面的巨大飞跃；美国加州大学伯克利分校绘制出人类大脑中语义信息功能呈现的图谱，可揭示语言的神经生物学机理；美国华盛顿大学的研究小组绘制出迄今最全面、最精确的人类大脑图谱，其中97个人类大脑皮层区域属于首次公布。美国国家卫生研究院的研究项目团队开发出一种新的神经成像技术，可看到人脑中基因开关的位置，为了解影响精神健康的基因提供了有力工具。DARPA首次成功在动物受试者上测试了一种通过血管进入脑部，记录神经活动的微型传感器。 美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和IBM公司联合公布了以“真北”仿脑处理器芯片为基础的具有认知能力的深度学习超级计算机，标志着人类进入认知计算的新时代，深度学习超级计算机对于网络安全、核武器模拟等具有重大意义。韩国科学家在一块10厘米的晶圆上，构建了144个突触晶体管，研制出迄今为止能耗最低的人造突触，这一突破有望使研制大型类脑计算机成为现实。美国科学家研制出了一种新型“扩散式忆阻器”，能逼真地模拟人脑突触内钙离子的行为，新设备有助于开发类脑（神经形态）计算机。美国亚利桑那州立大学试验了脑控多架无人机的技术，已经成功实现单人对4架无人机的控制。美国普林斯顿大学研制出全球首枚光子神经形态芯片，其中的每个节点拥有神经元一样的响应特征，实验中其能以超快速度计算——比现有运算速度快3个数量级，该芯片有望开启全新的光子计算产业。美国明尼苏达大学研究人员在脑控技术领域取得重大进展，首次利用非植入性脑机接口技术通过意念控制机械臂抓取物品。光量子技术不断取得重要突破，在纠缠原子数量、光量子电路、量子位稳定性等方面有了里程碑式进展，让人们看到了光计算、量子计算与量子通信的曙光。美国多所大学组成的研究团队提出了可以产生由数千个纠缠的原子形成的量子网络。英国帝国理工学院的研究人员通过将光和单个电子“绑”在一起，制造出一种拥有光和电子属性的新形式“耦合”光，有助研制出用光工作的电路，以及在可见尺度上研究量子物理现象。俄罗斯科学家成功将锗原子合成到金刚石晶格中，可用于替换现有计算机中的硅和砷化镓芯片，标志着光计算机技术向前迈出重要一步。美国麻省理工学院科学家使用量子的反馈控制技术将量子叠加时长提高了1000多倍，向最终研制出可靠的量子计算机迈出了重要一步。澳大利亚和日本科学家联合开发出一种新的量子位，其量子叠加态稳定性比此前提高了10倍，有助于开发更可靠的硅基量子计算机。美国马里兰大学科学家制造了一台由五比特的量子比特组成的新型计算机，它能执行一系列不同的量子算法。德国卡尔斯鲁厄理工学院科学家首次成功将一个完整的量子光学结构集成到芯片上，这一最新成果将帮助光量子计算机早日用于数据加密、超快计算及高度复杂系统量子模拟等。欧洲科学家将一台激光器内的光子“播种”进另一台激光器内，成为研制实用量子加密系统的里程碑进展。美国哈佛大学科学家成功实现在超导材料内传输电子自旋信息，从而克服了量子计算的一个主要挑战，这种三明治结构独特的超导性能也将带来全新的量子材料，为构建量子传导装置奠定基础。美、俄等国际研究团队利用钇铝石榴石晶体产生了超短激光脉冲，在激光总能量基本不变下，将功率提高了3倍、达到0.5太瓦，有望推动激光领域变革。美国布法罗大学的科学家采用轨道角动量技术让激光采用螺旋模式分布，能将信息编码成不同的涡流，所携带的信息量是传统激光的10倍以上。量子叠加态稳定性提升10倍的新型量子位示意图微纳技术具有重大的发展潜力，微纳感知、传输、集成等发展十分迅猛，微系统的研制与应用将在近期取得实质性突破。DARPA正式启动了“从原子到产品”的项目，旨在开发相关技术和工艺将接近原子尺寸的纳米级碎片组装成至少毫米级尺寸的系统、部件或材料，并保留其在纳米尺寸时具备的特性；在该项目下，劳伦斯利弗莫尔国家实验室采用创新型3D打印工艺在厘米级尺度制备出具有纳米级特性的多层金属超材料。DARPA微系统办公室正在开展相关项目，致力于发展下一代微系统的模块化芯片以及处理效率提升1000倍的智能图像微处理器等颠覆性技术。意大利、德国和西班牙的科学家合作，设计出一种由微粒子推动的新型微齿轮，微粒子以周围过氧化氢溶液为燃料推动自身前进，这种微齿轮为造出可控制的微机器开辟了新途径。 英国剑桥大学科学家研制出采用光驱动的全球最小纳米发动机“蚂蚁”，大小只有十亿分之几米，其有望成为未来纳米机器的零件。DARPA和NASA联合开展了轻型光学系统，将利用微系统技术在硅材料上通过极精确的激光烧录成上千个望远镜阵列，该领域的突破可将传统望远镜的尺寸、质量和功耗降至百分之一。美国能源部橡树岭国家实验室研究人员发现，当复合氧化物单晶材料被局限在微观纳米尺度时，其如同一个多组分的电路，超越了目前硅基芯片微处理器的能力，将支撑新型的多功能计算体系结构。美国科研人员利用特殊的隐形原理，在两个光子器件间放置一个特殊的纳米硅基屏障，可“欺骗”两个光子器件相互无视，其有助开发出较硅基芯片更小、更快、更节能的光子芯片。美国工程师制作出首个无需半导体的光控微电子器件，在施加低电压和低功率激光激活时，电导率可增加10倍，这项发现为研制速度更快、功率更强的无半导体微电子设备及更高效的太阳能板铺平了道路。复合氧化物材料在纳米尺度可自组装成电子电路Science评2016年十大科技突破！1.首次直接探测到引力波Science将“发现引力波”评为2016年最重要科技突破。引力波的发现应验了100年前爱因斯坦的预测，并为人类探索宇宙的引力波天文学开辟了新的道路。引力波是爱因斯坦在广义相对论中预言的一种以光速传播的时空波动，被称为“时空涟漪”。宇宙中黑洞等大质量天体碰撞、加速和合并等情况下才有可能产生强大的引力波。探测引力波的意义在于：检验包括广义相对论在内的各种理论的正确性，并让我们探索宇宙大爆炸瞬间，了解宇宙的开端和运行方式。2.发现相邻的系外行星开辟人类探索太阳系之外的世界的新道路！3.人工智能打败顶级围棋选手经过五轮拼杀，AlphaGo打败了世界第二的围棋高手！人工智能这一里程碑事件表明了机器深度学习的强大，昭示人工智能时代的来临。4.杀死衰老细胞可保持年轻小白鼠已证明有效！5.发现大猩猩也有读心术人类不是唯一能够读懂心灵的了,大猩猩也能看穿你的心思……6.定制设计蛋白质通过计算生物学解析氨基酸的三维组装机制，指导蛋白质仿生设计，获得一系列全新的蛋白结构，实现新功能。7.实验室培育卵细胞首次实现在体外以多能干细胞为材料培育成熟卵细胞！8.发现非洲外居住的人类来源于同一批移民基因分析证明，非洲之外人类的祖先来源于10万年前从非洲移民的同一批种群。这是真的么？9.实现便携式基因测序基于纳米孔的便携式检测技术，可在野外使用，24h内生成测序信息，有效控制类似埃博拉的疫情爆发，并将用于太空寻找生命迹象。10.TiO2超材料透镜约600纳米的二氧化钛“纳米砖”形成超薄超表面聚光镜片，有效聚集可见光，超高的图象分辨率。这一技术将大幅减小镜片的尺寸和成本，并对目前大多数光学设备带来重大改变。《科学》杂志刊出五大“年度科技突破”2016年科学发现、发展和趋势中，哪个最令你印象深刻？不久前，《科学》杂志收回11000张读者对这一问题的投票，刊登出读者所选的5项“年度科技突破”。《科学》杂志还将于12月22日宣布“2016年度十大科技突破”，届时读者可以将自己的答案与权威发布进行对比，来一场智慧较量。老细胞清除术——让小鼠焕发新活力美国梅奥诊所研究人员简·万·德尔森团队通过小鼠实验发现，衰老细胞会促进动脉粥样硬化形成，为心脏病或中风等心血管疾病埋下隐患。携带受损DNA的衰老细胞会在体内长期“逗留”，一旦继续分裂就会引发癌变，因此保持“沉默”才是好消息。但它们有时会打破“沉默”，向周围释放酶和其他分子，影响其他正常细胞。德尔森团队首次通过药物清除转基因小鼠体内大部分衰老细胞，然后喂食高脂肪食物，让它们“大快朵颐”3个月，并每天注射药物。测量主动脉内脂肪累积量后发现，存留衰老细胞对照组的小鼠动脉病变斑块内含有大量衰老细胞。如何针对性清理衰老细胞，是他们下一步要解决的问题。德尔森参与创建的公司宣布，将于明年初针对其中一种能靶向衰老细胞的化合物，在一类关节炎患者中开展临床试验。纳米孔测序仪——被诉讼、再升级、上太空因开发出快速、便携式基因测序平台，牛津纳米孔技术公司已成为英国最具价值的科技公司，2016年虽历经基因测序垄断巨头Illumina的专利诉讼，仍然实现飞跃式发展。基因测序平台不断升级后精确度提高，更随着美国宇航员登上国际空间站，经受住发射途中的颠簸和太空微重力的考验。纳米孔测序理念是，让单链DNA碱基逐个穿过纳米蛋白孔，检测不同碱基组合穿过时的电流变化来进行测序。2012年正式发布的纳米孔测序平台——MinION，只有U盘大小，价格仅左右，能对很长的DNA进行测序，特别适用于非洲临时实验室诊断埃博拉患者。为回避占据基因测序90%市场的Illumina公司的专利诉讼，MinION的核心部件——微通道R7被公司升级成R9，精确度更提高了10个百分点。MinION今年8月甚至登上了国际空间站，宇航员用它在太空对老鼠、病毒和细菌的DNA样本进行了测序，结果与地球同时进行的测序“完美匹配”，预示着纳米孔测序仪必将占领基因测序的“制高点”。人机围棋大战——赢了比赛也是工具今年3月，谷歌人工智能“阿尔法狗”与世界排名第一的围棋选手李世石展开人机围棋大战，最终以4：1完胜世界冠军。继人工智能“深蓝”在象棋比赛中战胜人类冠军后，再次引起人工智能是否会威胁人类的大讨论。但回顾“深蓝”战胜人类的历程，人类或许不必担心：人工智能虽然在诸多方面改变了我们的生活，但真正的挑战不是如何击败它们，而是如何使其更好地为我所用。“深蓝”经过多年发展，已成为很多象棋选手学习和备赛的工具。今年的人机围棋大赛留给人们的思考也应如此。“阿尔法狗”不可怕，它只是在经过程序员精心准备后的一次检验而已。未来这些智能程序会逐渐进入围棋培训领域，帮助快速提高围棋竞赛水平，甚至人机参赛。首次探测到引力波——开启天文学全新时代2月11日凌晨，美国科学家宣布了物理学领域具有里程碑意义的重大成果：激光干涉引力波天文台(LIGO)首次直接检测到引力波。6月，LIGO再次捕捉到引力波信号，虽然比首次探测到的信号要弱，但置信度高达5西格玛。12月初，LIGO完成重新升级工作，经过对其激光器、电子回路和光学设备的升级后，它的灵敏度和观测时长进一步提高。未来必将探测到更多引力波，开启天文学的全新时代。体外胚胎发育——首次超越一周存活13天人类胚胎发育研究出现里程碑式突破。5月初，美国洛克菲勒大学胚胎实验室主任阿里·布莱文卢、英国剑桥大学生理学教授玛格丽娜·泽尼卡·戈茨带领的研究团队分别在《自然》和《自然·细胞生物学》杂志上发表论文称，他们将人类胚胎在实验室培育时间提升到10天和13天，突破了以前难以超越的7天局限。之前科学家们曾认为，胚胎在第7天后只有进入子宫并接受母体指令才能继续发育。他们设计了一组特殊的氨基酸、激素和生长因子混合物，使胚胎成功度过第7天，并开始自我组织，形成身体内各个复杂器官组织极早期阶段的结构。新研究再次掀起伦理之争：实验室胚胎是否应该延长“14天”禁令。在12月7日召开的一次会议上，英国权威专家表示，现在延长为时尚早，或要等5年之后时机才更成熟。/推荐阅读/本周最热# 三方 #.0.。邀您向10万中国行业关注者，展示您的2016#
#.1.。中国800万金融从业者画像（收入、学历、年龄、城市...）.2.。2016年金融市场大事记 | 2016年度报告# 中国经济#.3.。中国雾霾的真相和背后的经济困境.4.。70大中城市房价最新数据出炉，热点二线城市领跌.5.。CRS来了，中国富人面临的八大疑问和五个选择# 乱象 #.6.。因为裸贷，我被学校开除了！(女孩的真实自述).7.。那些年得过的奖，耳光打的啪啪响回复#关键词#或.数字.查看相应文章# 还想阅读更多？#关注牛邦ker点击底部栏文章检索点击原文链接，进入牛邦Ker文章检索。▼《引力波是什么？跟我们有什么关系？一张图读懂它……》 精选三（谢顿）美国宇航局掌门人查尔斯-博尔登前不久已经发话，10至20年内找到外星生命，当然不是外星人，而是生存在地外天体上较为非智慧生物。查尔斯-博尔登在接受采访时进一步指出，人类在宇宙中其实并不孤独，我相信我们会发现其他生命形式，即便它们不在太阳系内。银河系内拥有数千亿颗恒星，宜居行星的数量也非常庞大，更不用说那些可在极端环境中生存的生命。仅仅银河系内就有许多类似地球的行星，它们拥有满足液态水存在的环境，美国宇航局中也有许多科学家相信我们将外生命。按照查尔斯-博尔登的观点，这种会驾驶飞船，穿越宇宙虫洞的外星人不属于20年内的发现：查尔斯-博尔登此言一出就引爆了了天文学界，作为NASA的掌门人，说出去的话自然不会逗人玩，何况西方阴谋论中涉及到许多关于NASA隐瞒地外生命存在的信息，因此查尔斯-博尔登的表态有一定的可行度。别的不说，NASA所掌握的资源非你所想象，成立半个世纪以来探测器遍布太阳系，可见光、伽马、紫外、X射线，你要哪个波段的巡天数据都有存档，因此，20年，是个比较靠谱的时间点。我们20年能发现的是这些：生命分子、低级生物，比如微生物等，如果我们在遥远的星云、气体云内发现蛋白质信号，那已经是个划时代的发现了：现在我们来看看同样作为航空航天领跑者的欧洲是如何表态近日，英国天体生物学会会长称未来数十年，外星生命将被发现！英国天体生物学会会长认为随着美国宇航局开普勒望远镜与陆基观测技术的进步，我们正在处于发现系外行星的爆发期，大量的系外行星将被观测编号。其中就有我们一直在寻找的可居住行星，因为这些行星上有可能存在生命，至少它提供了一个能够让宇宙生命栖息的环境。开普勒望远镜搜索半径仅为3000光年，要知道银河系直径为10万光年，我们看得还太近：需要指出的是，所谓的地外生命并非是陆生生物，也可能为某种形式的海洋生物，我们已经发现太阳系内拥有液态水的天体，比如木星的一些卫星。探测地外生命是否存在涉及到一些光谱分析技术，因为一旦有生命活动出现，那么大气中就会出现一些生物过程产生的气体物质，目前空间探测器主要通过光谱分析的方法对系外行星的大气成分进行分析，但这种方法到目前为止仍然没有发现地外生命的痕迹。别以为找外星很容易，每天就是看这些，看各种数据出现的峰，就像你做色谱那样，往往看似高大上的工作背后，都是枯燥的大数据：外星生命与我们不生活在一个时空这里说的时空是时间和空间，可不是所谓的另一个宇宙云云···比方说火星在50万年前有水，即便火星有生命，到了人类演化到今天时，火星生命也没没了踪影，这可能是宇宙生命之间发生联络的一个决定性因素，即你我需要存在于同一时空。科学家怀疑外星生物可能与我们处于不一样的时期，比如人类出现时，一些外星生命就已经灭绝了，因此我们无法通过大气成分了解到它们是否存在。美国宇航局在火星上的调查表明，火星之前存在液态水海洋，如果有生命存在，那么已经处于化石状态，我们只有派遣探测器前往这个天体的表面进行考察才能有所发现。更多资讯欢迎关注微信号：abbtjrwww.bbtjr.cn诚招合作伙伴--省级、市级、区县代理咨询热线《引力波是什么？跟我们有什么关系？一张图读懂它……》 精选四原标题 : 外星人能收到我们的电视信号吗？利维坦按：1999 年 12 月 31 日，FOX 频道因一起电力事故造成信号中断，然而中断之前的信号在太空中一直传播了 1000 年来到 O- 英仙座 -VIII 星（距地 1000 光年）。彼时星球上的统治者 Lrrr 正和妻子陶醉在肥皂剧中无法自拔，信号的中断引起 Lrrr 的暴怒，率领异星军队来到 3000 年的地球向人类索要剩余剧集，地球危在旦夕这一扯淡剧情来自动画《飞出个未来》S01E12，类似设定在电影《超时空接触》中也曾出现：外星人将时空机器的图纸藏在收到的视频信号中传回地球，女主得以来到 26 光年外的织女星，开启了人类与地外文明接触的新篇章。《超时空接触》中用于接收信号的射电天文望远镜在遥远未知的某个星球上，真的有外星人用某种方式接收到我们的电视信号吗？试想一下三个皮肤滑溜溜的大眼睛外星人陷在沙发里收看春节联欢晚会？又或者和朋友一起吐槽科幻片中的愚蠢设定，再把《权力的游戏》当地球人文纪录片看？听起来匪夷所思，但确实有可能发生。（文末福利现）文 /NDR先来看看这是怎么回事。按照波长，我们可以将无线电波分为短波和长波两类（手机所用的微波信号暂不纳入讨论范围）短波通信设备简便，大多用于灾难应急通信。512 大地震救援中，四川短波无线电爱好者便是依靠短波通信来相互联系，奔赴灾区。然而一旦有大范围传输的需求，则往往要用到动力更强劲的长波，这也是早期无线电视信号的传输首选。早年间家里有一台西湖牌的黑白电视，估计是天线接触不良，每次打开之后都得拗半天。至于有线电视和数字电视，都是往后的事情了。西湖牌 14 寸黑白电视机，现藏于华南理工大学电视机工业博物馆。短波信号能量较弱，往往传不出大气电离层要真有外星人能接收到电视信号，最大的可能便是通过长波传输的。然而即便是这个最大的可能，也渺茫到近似不可能。早在上世纪初无线广播诞生以来，漂浮在太空中的地球就成了悬挂在星空里一盏孤独自转的迪斯科灯球，一直往宇宙的四面八方发射着各种电磁信号。然而信号的传递却遵循平方反比定律，其强度与扩散距离呈平方反比关系，传播得越远信号就越弱，被发现的可能性也就越小。再加上传输过程中面临的星际气体、星际尘埃干扰，即便地外文明真的接收到了来自地球的电视信号，也很有可能在宇宙背景音中忽略它就像你在天津湾往海里扔出一颗石头，却无法在加州的沙滩上分辨出哪个波痕是因那块石头而起。收到信号是一码事，辨识信号是另一码事，我们只能假设外星人有着高灵敏度的信号接收机制，同时最好也和我们一样在仰望星空找寻生命。2008 年，NASA 为纪念成立 50 周年，朝距离地球 431 光年的北极星发送了披头士乐队的歌曲《Across the Universe》。得知消息的前披头士成员保罗麦卡特尼（Paul McCartney）因此笑言道：把我的爱送给外星人，一切顺利。歌曲《Across the Universe》发射现场。图源：NASA保罗可能高兴得有点早，根据 SETI（Search for extraterrestrial intelligence，直译为地外智能搜寻，下文中均以缩写 SETI 代替）研究中心前主任赛恩肖斯卡克（Seth Shostak）的计算：如果那里确实存在外星文明，他们还得恰好就有一根 2.1 米宽的天线，才能接收到信号而如果想让他们完整听完这首歌，则需要恰好有一根 805 公里宽的天线。（news.bbc.co.uk/2/hi/uk_news/magazine/7544915.stm）根据 NASA 天体物理学家大卫帕尔默（David Palmer）1998 年的估算，在距离地球 100 光年的范围内共有约 14600 颗恒星，行星的数量更是难以估计。我们却在 20 世纪初就发射了第一个无线信号，这意味着我们所发出的电磁信号已经覆盖了整个距地 100 光年的空间，却依旧没有收到任何回应。（http://teacherlink.ed.usu.edu/tlnasa/reference/imaginedvd/files/imagine/docs/ask_astro/answers/980123d.html）话虽如此，但比起去相信在这么一个大范围内都没有地外文明的存在，大多数人更愿意相信有第二个地球在某个宜居行星带中孕育了生命。继续寄希望于电视信号显然已经不太合适，科研人员展开了各式各样的地外智能搜寻项目，希望依托于射电天文等技术的发展实现与地外文明的接触，在寂静的宇宙中寻找到另一个声音来缓解全人类的孤独这大概是科学时代最浪漫的一件事了。人类是从什么时候开始尝试用这种方式排解孤独？18 世纪的数学小王子高斯曾建议在西伯利亚苔原上种植小麦来绘制巨大的直角三角形，每条边延展出一个正方形，以表现勾股定理的图形来宣告地球文明的存在。几乎同时期的巴伐利亚天文学家弗朗茨冯格里苏森（Franz von Gruithuisen）的想法更是大胆又可爱。弗朗茨有一只小型折射望远镜，是他用来观察月球的重要工具。1824 年他将自己的观察结果发表成了论文：Schrter 月球坑北部，有着许多线性山脊呈鱼骨状分布，可能是城市 Wallwerk 的街道。论文一出，就毫无悬念地被同行以更强大的观察工具予以反驳。照片中所圈位置，就是当年被弗朗茨认为是城市的地方。图源：公共领域弗朗茨还曾提出金星存在文明的可能。他认为金星上的灰光是居民为庆祝新领袖登位而举办的篝火晚会（灰光：星体的暗侧在夜晚呈现出的淡淡光晕）。后来弗朗茨主动推翻了自己的这个假设，转而开始猜测那是金星人在焚林扩田相比之下，我们熟悉的老朋友尼古拉特斯拉称得上是务实派。虽然关于此人一生的传说可能多于史实，但有一点得以证实：他曾多次明确建议用 特斯拉线圈当作行星间通讯的谐振接收器。特斯拉与他的特斯拉电圈。图源：公共领域对于地外文明，特斯拉似乎有着充足的探索热情。1899 年的时候，特斯拉甚至怀疑自己接收到了来自金星或火星的星际无线电信号，最后发现只是地面辐射。而根据 BBC 在 1937 年的报道，特斯拉在他的 81 岁生日当天发表了一则关于星际通讯和能量传输的报告，并坚信自己能凭此获得古兹曼奖。（注：古兹曼奖成立于 1900 年左右，最初的规定是将奖项及 10 万法郎奖金颁发给第一个建立星际通信并取得回应的人。往后奖金每五年增加 10 万法郎，将颁发给在天文学领域取得巨大进展的人。与火星的通讯被排除在外，因为奖项创立者古斯曼夫人认为：与火星建立联系实在太容易了）特斯拉最后并没有获得古兹曼奖，正如我们仍旧没有实现与地外文明的通信，好在至今我们仍然保有信心。前文中提及的《超时空接触》改编自天文学家卡尔萨根（Carl Sagan）的同名小说《Contact》，此人也正是最著名的地外文明搜寻计划唱片发射任务的主导者。1977 年，有如向太空发去了一张名片，NASA 将记载了人类文明图像与音频信息的黄金唱片固定在旅行者飞船外侧发往太空当时的机载计算机性能甚至不及如今一部手机。旅行者 1 号，黄金唱片在其舱体外侧清晰可见。图源：NASA2013 年的时候，NASA 宣布旅行者 2 号已经抵达太阳风鞘外的星际空间（太阳风鞘：Heliosphere，大致可以粗糙理解为太阳系与系外空间的过渡区），是已知距离我们最远的人造物。比旅行者早 5 年发射的的先驱者 10 号也携带了一张镀金盘，上面刻有地球问候信和标有地球在太阳系中位置的地图。只可惜本应成为最远人造物的先驱者 10 号，在 2003 年因异常而引发减速和失联，已被放弃，亦不知所踪。最遥远、最孤独的旅行者，却肩负起了帮助全人类摆脱孤独的终极使命。精卫填海式的搜寻尝试，更大的作用在于抚慰人心，真若想实现这一伟大夙愿，可能还是得靠以光速传播的星际无线信号。1962 年星际摩斯电码（Morse Message）这一发往金星的摩斯电码，是人类历史上的第一个外星文明搜寻无线电广播。彼时正处于太空竞赛时期，信息的发送者苏联人早已对金星充满憧憬，因此在这一年发送了俄文的世界和平一词去往金星，反射的信号在 4 分 32.7 秒后传回地球。虽然只是一次雷达站的测试，但却开创了星际无线信号传输的先河。1974 年阿雷西博讯号（Arecibo message）美国天文学家弗兰克德雷克（Frank Drake）在波多黎各的阿雷西博射电望远镜重塑仪式上，将包含 1679 个二进制数字的编码信息通过望远镜射向 M13 球状星云。这一编码信号被称为阿雷西博讯号，内容包括 0-9 十个数字、DNA 双螺旋结构图形等，预计需要 25000 年才能抵达 M13 球状星云，因此这一壮举仅仅被视为科技进步的一次展示。阿雷西博天文台曾经是世界上最大的球面电波望远镜，扩建后的直径达到 350 米，这一纪录在 2016 年被我国贵州 500 米口径的 FAST 球面望远镜打破。图源：美国国家天文学中心1999 年、2003 年宇宙呼唤（Cosmic Call）德克萨斯商人、加拿大天体物理学家，俄罗斯科学家和东欧无线电工程师完成了这项任务。在被 NASA 婉拒之后，他们在网上找到一个位于乌克兰的前苏联无线电发射器，将天线对准 70 光年之遥的天鹅座 16（16 Cygni）发射出信号。他们甚至创造了一种纯粹的符号学交流媒介，希望任何具备最基本逻辑能力的物种都能读懂它。这个非正规团队已经将信号顺利传向了 7 个星座的九大星球即便是发往最近的星球（位于仙后座的 Hip 4872）的信号也要到 2036 年 4 月才能抵达。好在事情正在变得越来越有盼头。《宇宙语：设计一门宇宙通用语言，第一部分》，他们正是基于这本极其枯燥无味的教科书来创造通用媒介。据说这本书枯燥到作者都没有写第二部分。2001 年青少年时代讯息（The Teen Age Message）在俄罗斯无线工程与电能研究所的首席科学家亚历山大扎伊采夫（Aleksandr Zaitsev）的领导下，一群来自俄罗斯的十几岁青少年参与了这次发射的内容制作，即发射内容中最为引人注意的特雷门琴演奏会，时长 15 分钟。扎伊采夫坚信艺术将会成为所有星际信息的核心，因此选择了特雷门琴来作为平滑、单一的音律产出。而这些音乐正在奔赴 6 个遥远的恒星以及相应可能存在的行星系统。青年特雷门琴演奏者 Anton Kershenko 与他的学生在天文台2008 年披头士《Across the Universe》参见前文。2008 年地球致辞《A Message from Earth》项目发起人奥利玛格特（Oli Madgett）在某社交网站上展开了太空信息的征集活动，参与人数逾 50 万，最后挑选出 501 条来自互联网的消息送上太空。创始人直言这一活动的目的是帮助年轻人发挥想象力，激发他们思考自身所处的地球与人类影响。信息将在 2029 年抵达距地 20 光年的目的星球格利泽 581c，运气足够好的话，我们能在 2049 年得到回复。2009 年地球问候（Hello from Earth）信号发自美国 43 号太空站，目标星系依旧是距离太阳系 20 光年的格利泽 581 行星系统。87 封写给地外文明的信，内容包括不要吃掉我们的大脑、如果你来参观，请带上一盒牛奶等信息。2009 年 RuBisCo 蛋白质 DNA 序列这是一种在植物光合作用过程中起到关键固碳作用的蛋白质，广泛存在于绿色植物中，可能是全世界含量最丰富的一种酶。发起人皮特魏格勒（Peter Weigele）博士希望能通过发射这一蛋白质 DNA 序列的信息，使可能存在的地外文明能够了解地球生态系统的运行，对地球的生命独特性心领神会。2013 年孤独信号（Lone Signal）这一项目由商人皮埃尔法布尔（Pierre Fabre）成立，借此互联网用户可以以每条 0.25 美元的价格向距地 17.6 光年的 Gliese 526 红矮星发送自己想说的话（限制为 144 字符，新用户首条免费）。项目团队本希望通过这种众筹的形式在地球表面建立信号网格，向银河系的更多方向发出信息。只可惜筹到的钱不太够，项目开始后不久就搁浅了。2016 年一个简单的回应（A Simple Response to an Elemental Message）又一个主要目的并非搜寻地外文明的星际无线信号发射项目。爱丁堡大学的艺术家保罗夸斯滕（Paul Quast）向世人抛出一个问题：目前人类与地球环境的联系与互动，将促成怎样的人类未来？最后他收集了来自 146 个国家的 3775 条有效回应，耗时 866 秒将其发往距地 434 光年的北极星。世界各地参与一个简单的回应项目人数的视觉表现。来源：asimpleresponse.org对于这一项目，保罗将其描述为一个人类对自己发出的自问自答题，信号发射行为只是作为一个人类与自己对话的契机。话虽如此，但其实也不妨碍可能存在的地外文明接收到信号的可能性。图自项目发起人保罗。来源：爱丁堡大学顺带一提，霍金在这次发射的几天前还重申了自己关于外星文明危险性的观点：不要向宇宙大声呼喊，因为一些先进的外星文明可能具有与人类相同的暴力、侵略和种族灭绝的特征。这位现存的宇宙学大师当然不是对地外文明丝毫不感兴趣，他只是觉得贸贸然主动地把地球暴露在整个宇宙中太危险了。所以大师采用了另一种可能更有效率的办法：苟在大气层里找寻地外文明的信号，而非主动发射。自 2016 年 1 月开始，加利福尼亚的利克天文台就开始执行这项史无前例的搜寻任务，搜寻范围内包含离地球最近的 100 万颗恒星和 100 个星系。但是人类真的太孤独了。文明诞生之初，人类就开始创造具备人性的神坻，以此解释自己的存在和消弭独处时的落寞。而现在，我们正迫切地向宇宙发出信号，寻找另一个文明进行对话尽管我们不确定这种举措对于人类原生性的孤独感是否真的有缓解作用。毕竟在此之前我们早已开始饲养宠物、繁衍后代。人类一直在用陪伴缓解茫茫立于世的孤独感受，因此形成了家庭、城邦，乃至整个文明。我们无法对第一个登上美洲大陆的人就他的心境变化进行采访，但有一点应该可以确认：早期散落世界各地的人类文明孤岛，现如今已然连成了互通网络然而盛世依旧无法解决个体的孤独本命，我们只能继续寻找。除此之外，我们还有科幻片。这一领域诞生了难以计数的经典巨作，在没有找到外星人之前，我们通过产出和消费有外星人的科幻电影来寄托情感，憧憬过许许多多异星来客的样貌只为玩出最终极的自己地球人，你好。认识我，然后忘记你所知道的一切。《引力波是什么？跟我们有什么关系？一张图读懂它……》 精选五40年前的今天（美国当地时间8月20日），宇宙飞船“旅行者二号”发射升空。“旅行者二号”和它相隔两周发射的孪生哥哥“旅行者一号”，一南一北，分头向太阳系的两端前进。它们是目前服役最久、距离地球最远的人类航天器，其中“旅行者一号”已经离开了太阳风的势力范围，正在星际空间穿行。旅行者号它们的存在可能令《三体》的死忠粉感到不安。根据刘慈欣的“黑暗森林法则”，在黑暗无垠的宇宙中，一个文明要尽量隐藏自己的星球坐标，以免招致外来的攻击。而现在，这两个明确标注着太阳系坐航天器，正无畏地向未知的远方前行。时光倒回40年前，人类航天史上的。经费充裕的美国国家航空航天局（NASA）制定了旅行者计划，打算探测两大行星木星和土星，以及它们的卫星。如果情况顺利，也可以顺便拜访一下天王星和海王星。热情洋溢的NASA科学家们还为未知的外星文明准备了一份礼物：旅行者号飞船上搭载着记录地球音像资料的“金唱片”，唱片上刻有太阳系相对于宇宙中14颗稳定脉冲星的位置。“金唱片”或许 “金唱片”未来会被外星文明截获，作为通往地球的“藏宝图”，引发星际争夺大战。但目前来看，两艘飞船的飞行速度相对于整个宇宙来说只是在“蠕动”，在4万年内都不会接近下一颗星球。所幸的是，它们仍与NASA保持着联系，时不时向地球汇报旅途中的“所见所闻”。由于距离遥远， 一次“汇报”需要18小时。关于这两艘传奇的宇宙飞船，这里有10条你可能感兴趣的事实。1、175年一遇的“引力弹弓”1965年，美国田纳西大学空间研究院分析专家盖瑞o弗兰德罗（Gary·Flandro）在研究木星探索任务时意外发现：每隔175年，木星、土星、天王星和海王星就会形成奇妙的行星几何曲线排列。在这个时候发射探测器，只需要少量的燃料和航道调整，就能借助“引力弹弓”效应快速访问这四颗气态巨行星，即把行星当作“引力助推器”，利用行星的引力场来给飞船加速，把它甩给下一个目标。一般情况下，飞船到海王星需要30年，而利用这种特殊的“弹弓”，时间会缩短到12年。“引力弹弓”1977年就是这样一个175年一遇的节点。NASA临时辟出原属“水手计划”的“旅行者一号”和“旅行者二号”，独立设计雄心勃勃的“旅行者计划”。2、孪生飞船外太阳系在当时尚属未知领域，为了提高项目成功率，“旅行者计划”在不同轨道上发射两个无人探测器，从不同的角度深入研究行星。“旅行者一号”和“旅行者二号”外观结构类似，携带的设备也大同小异。“旅行者二号”在日发射升空，而“旅行者一号”因故障反而推迟到两周后的9月5日发射。1977年，“旅行者一号”和“旅行者二号”相隔两周发射3、堪称“地球档案”的金唱片飞船携带的“金唱片”，是一块镀金铜板，刻有唱片的播放方式和太阳系相对于14颗脉冲星的位置。唱片收录了地球文明的一些代表性成果，可以在宇宙中保存10亿年。这或许会久过人类自身存在的时间，成为我们在宇宙中存在过的证据。“金唱片”上的图片示例55种人类语言（包括中国的普通话、粤语、闽南语、吴语）致辞：时任美国**卡特以及时任联合国秘书长瓦尔德海姆代表人类向外星人的问候致辞世界音乐：中国的古琴名曲《高山流水》、莫扎特的《魔笛》、日本的尺八曲等地球之声：潮汐、风雨雷电、鸟鸣等自然界的声音115张照片：包括阿拉伯数字、化学元素、人类发育、各地建筑等“金唱片”上的图片示例此外，唱片上还有一块直径2厘米的区域镀有超纯铀-238，半衰期45亿万年。这是一个给外星生命的计时“沙漏”。4、唯一造访过四大气态行星的探测器尽管晚了两周发射，“旅行者一号”却比 “旅行者二号”飞得更远。这是因为，“旅行者一号”并未造访天王星和海王星。“旅行者一号”从1979年1月开始对木星进行拍摄。同年3月，旅行者1号顺利地借助木星的引力，朝土星的方向进发。它在1980年11月经过土星，探测到土星环的复杂结构，并且对土卫六上的大气层进行了观测。由于发现土卫六拥有浓密的大气层，NASA最终决定让“旅行者一号”驶近土卫六，终止了它探索其他两大行星的任务。“旅行者一号”拍摄的土星环这任务只能由“旅行者二号”来继承。土星引力让“旅行者二号”的速度从16千米每秒增加到25千米每秒，5年时间就到达了天王星。日，旅行者2号到达天王星的最近点，距离天王星云层顶部8.15万千米，并首次发现了天王星独特的磁场，天王星自转轴倾斜97.77°，它的磁场却只倾斜了60°，且磁尾因为天王星自转而扭曲成螺旋形，原因目前仍未确定。日，告别天王星后，“旅行者二号”花了将近4年的时间来到海王星的最近点。“旅行者二号”拍摄的海王星5、发现之旅旅行者号的足迹遍布外太阳系，它们的航行收获了许多前所未有的发现：土星光环其实由数以千计的小环和空隙构成，如同一张唱片；天王星的怪异磁场和10颗新卫星；海王星上出现巨大的暗斑；木卫一伊奥（Io）上存在几百座活火山；木卫二欧罗巴（Europa）有地下海洋的痕迹；土卫六泰坦（Titan）拥有最接近地球的大气；海卫一（Triton）上的间歇喷泉高达8千米。“旅行者一号”拍摄的木卫一伊奥6、太阳系唯一一张1980年离开土星后，NASA关闭了“旅行者一号”的摄像头。1990年的情人节，NASA最后重启了一下相机，让“旅行者一号”“回头”给太阳系拍摄了全家福，其中水星和金星未能成像。太阳系全家福7、“旅行者一号” 有没有飞出太阳系？2013年，NASA曾召开新闻发布会，宣布“旅行者一号”已经飞出太阳系，进入星际空间。但随后，又有许多声音质疑这是一条“假新闻”， “嫦娥一号”总设计师叶培健院士就指出，“旅行者一号”一万年也飞不出太阳系。那么，“旅行者一号”到底有没有飞出太阳系呢？事实上，争议源于太阳系边界的界定问题。如果按照太阳系的引力范围界定，“旅行者一号”还远远未及。而NASA值的是它离开了太阳风的作用范围，即日球层。太阳风在星际介质（主要是氢气和氦气）间吹出的“泡泡”就是日球层。太阳风逐渐受到星际介质的影响，速度减弱。太阳风与星际介质相互作用的区域被称为“日鞘”，日鞘的内部边界是终端震波，外层边界是日球顶层。NASA官网资料显示，“旅行者一号”和“旅行者二号”分别于2004年12月和2007年8月穿越终端震波，进入日鞘。它们遭遇终端震波的位置分别距离太阳94AU（AU，天文单位，即太阳和地球间的平均距离，约为1.5亿公里）和84AU。日，“旅行者一号”穿越日球顶层，进入星际空间。“旅行者二号”在未来数年内穿越日球顶层。8、传回信息需要18小时截至8月份，“旅行者二号”距离地球115AU（约172亿公里），“旅行者一号”距离地球139.3AU（约208亿公里）。这意味着，“旅行者一号”发射的无线电信号，NASA需要18个小时才能接受到。通过分析两艘飞船传回的带电粒子、磁场、低频电磁波和太阳风等离子体数据，科学家们得以比较太阳风和星际介质在太阳系不同位置的相互作用。9、2030年关闭最后的设备木星轨道之外，太阳能就很微弱了。因此，科学家们为旅行者号们准备了核动力，每艘飞船携带三组放射性同位素热电发电机。钚-238的半衰期为88年，目前，飞船的动力正在以每年4瓦特的速率持续下降。目前，飞船上的磁场和粒子探测设备仍在工作。但为了节省电力，在2020年后，这些设备将被逐一关闭。科学家们预期，他们将会在2030年关闭飞船最后的科学设备。用于通讯的电力还会再维持几年，随后，旅行者号们的信号将消失在太空中。为了尽可能延长飞船的寿命，科学家们不得不请当年的工程师们协助，检索旧档案，查找几十年前写下的指令和程序。10、四万年后遇上另一颗恒星电力耗尽后，两艘飞船仍将在当前轨道上，以当前速度围绕银河系中心飞行，周期为2.25亿年。不过，在4万年内，它们都不会遇上另一颗恒星。“旅行者一号”正在以每年3.5天文单位速度离开太阳系，与黄道平面成35度夹角向北，朝蛇夫座的方向飞去。在大约4万年后，“旅行者一号”会接近鹿豹座的AC+79 3888。“旅行者二号”正以每年3.1天文单位的速度离开太阳系，与黄道平面成48度夹角向南，朝射手座和孔雀座的方向飞去。在大约4万年后，“旅行者二号”将到达距离一颗名为Ross 248的恒星1.7光年的位置，这颗红矮星位于仙女座。《引力波是什么？跟我们有什么关系？一张图读懂它……》 精选六40年前的今天（美国当地时间8月20日），宇宙飞船“旅行者二号”发射升空。“旅行者二号”和它相隔两周发射的孪生哥哥“旅行者一号”，一南一北，分头向太阳系的两端前进。它们是目前服役最久、距离地球最远的人类航天器，其中“旅行者一号”已经离开了太阳风的势力范围，正在星际空间穿行。旅行者号它们的存在可能令《三体》的死忠粉感到不安。根据刘慈欣的“黑暗森林法则”，在黑暗无垠的宇宙中，一个文明要尽量隐藏自己的星球坐标，以免招致外来的攻击。而现在，这两个明确标注着太阳系坐标的航天器，正无畏地向未知的远方前行。时光倒回40年前，人类航天史上的黄金时代。经费充裕的美国国家航空航天局（NASA）制定了旅行者计划，打算探测两大行星木星和土星，以及它们的卫星。如果情况顺利，也可以顺便拜访一下天王星和海王星。热情洋溢的NASA科学家们还为未知的外星文明准备了一份礼物：旅行者号飞船上搭载着记录地球音像资料的“金唱片”，唱片上刻有太阳系相对于宇宙中14颗稳定脉冲星的位置。“金唱片”或许 “金唱片”未来会被外星文明截获，作为通往地球的“藏宝图”，引发星际争夺大战。但目前来看，两艘飞船的飞行速度相对于整个宇宙来说只是在“蠕动”，在4万年内都不会接近下一颗星球。所幸的是，它们仍与NASA保持着联系，时不时向地球汇报旅途中的“所见所闻”。由于距离遥远， 一次“汇报”需要18小时。关于这两艘传奇的宇宙飞船，这里有10条你可能感兴趣的事实。1、175年一遇的“引力弹弓”1965年，美国田纳西大学空间研究院分析专家盖瑞o弗兰德罗（Gary·Flandro）在研究木星探索任务时意外发现：每隔175年，木星、土星、天王星和海王星就会形成奇妙的行星几何曲线排列。在这个时候发射探测器，只需要少量的燃料和航道调整，就能借助“引力弹弓”效应快速访问这四颗气态巨行星，即把行星当作“引力助推器”，利用行星的引力场来给飞船加速，把它甩给下一个目标。一般情况下，飞船到海王星需要30年，而利用这种特殊的“弹弓”，时间会缩短到12年。“引力弹弓”1977年就是这样一个175年一遇的节点。NASA临时辟出原属“水手计划”的“旅行者一号”和“旅行者二号”，独立设计雄心勃勃的“旅行者计划”。2、孪生飞船外太阳系在当时尚属未知领域，为了提高项目成功率，“旅行者计划”在不同轨道上发射两个无人探测器，从不同的角度深入研究行星。“旅行者一号”和“旅行者二号”外观结构类似，携带的设备也大同小异。“旅行者二号”在日发射升空，而“旅行者一号”因故障反而推迟到两周后的9月5日发射。1977年，“旅行者一号”和“旅行者二号”相隔两周发射3、堪称“地球档案”的金唱片飞船携带的“金唱片”，是一块镀金铜板，刻有唱片的播放方式和太阳系相对于14颗脉冲星的位置。唱片收录了地球文明的一些代表性成果，可以在宇宙中保存10亿年。这或许会久过人类自身存在的时间，成为我们在宇宙中存在过的证据。“金唱片”上的图片示例55种人类语言（包括中国的普通话、粤语、闽南语、吴语）致辞：时任美国**卡特以及时任联合国秘书长瓦尔德海姆代表人类向外星人的问候致辞世界音乐：中国的古琴名曲《高山流水》、莫扎特的《魔笛》、日本的尺八曲等地球之声：潮汐、风雨雷电、鸟鸣等自然界的声音115张照片：包括阿拉伯数字、化学元素、人类发育、各地建筑等“金唱片”上的图片示例此外，唱片上还有一块直径2厘米的区域镀有超纯铀-238，半衰期45亿万年。这是一个给外星生命的计时“沙漏”。4、唯一造访过四大气态行星的探测器尽管晚了两周发射，“旅行者一号”却比 “旅行者二号”飞得更远。这是因为，“旅行者一号”并未造访天王星和海王星。“旅行者一号”从1979年1月开始对木星进行拍摄。同年3月，旅行者1号顺利地借助木星的引力，朝土星的方向进发。它在1980年11月经过土星，探测到土星环的复杂结构，并且对土卫六上的大气层进行了观测。由于发现土卫六拥有浓密的大气层，NASA最终决定让“旅行者一号”驶近土卫六，终止了它探索其他两大行星的任务。“旅行者一号”拍摄的土星环这任务只能由“旅行者二号”来继承。土星引力让“旅行者二号”的速度从16千米每秒增加到25千米每秒，5年时间就到达了天王星。日，旅行者2号到达天王星的最近点，距离天王星云层顶部8.15万千米，并首次发现了天王星独特的磁场，天王星自转轴倾斜97.77°，它的磁场却只倾斜了60°，且磁尾因为天王星自转而扭曲成螺旋形，原因目前仍未确定。日，告别天王星后，“旅行者二号”花了将近4年的时间来到海王星的最近点。“旅行者二号”拍摄的海王星5、发现之旅旅行者号的足迹遍布外太阳系，它们的航行收获了许多前所未有的发现：土星光环其实由数以千计的小环和空隙构成，如同一张唱片；天王星的怪异磁场和10颗新卫星；海王星上出现巨大的暗斑；木卫一伊奥（Io）上存在几百座活火山；木卫二欧罗巴（Europa）有地下海洋的痕迹；土卫六泰坦（Titan）拥有最接近地球的大气；海卫一（Triton）上的间歇喷泉高达8千米。“旅行者一号”拍摄的木卫一伊奥6、太阳系唯一一张全家福1980年离开土星后，NASA关闭了“旅行者一号”的摄像头。1990年的情人节，NASA最后重启了一下相机，让“旅行者一号”“回头”给太阳系拍摄了全家福，其中水星和金星未能成像。太阳系全家福7、“旅行者一号” 有没有飞出太阳系？2013年，NASA曾召开新闻发布会，宣布“旅行者一号”已经飞出太阳系，进入星际空间。但随后，又有许多声音质疑这是一条“假新闻”， “嫦娥一号”总设计师叶培健院士就指出，“旅行者一号”一万年也飞不出太阳系。那么，“旅行者一号”到底有没有飞出太阳系呢？事实上，争议源于太阳系边界的界定问题。如果按照太阳系的引力范围界定，“旅行者一号”还远远未及。而NASA值的是它离开了太阳风的作用范围，即日球层。太阳风在星际介质（主要是氢气和氦气）间吹出的“泡泡”就是日球层。太阳风逐渐受到星际介质的影响，速度减弱。太阳风与星际介质相互作用的区域被称为“日鞘”，日鞘的内部边界是终端震波，外层边界是日球顶层。NASA官网资料显示，“旅行者一号”和“旅行者二号”分别于2004年12月和2007年8月穿越终端震波，进入日鞘。它们遭遇终端震波的位置分别距离太阳94AU（AU，天文单位，即太阳和地球间的平均距离，约为1.5亿公里）和84AU。日，“旅行者一号”穿越日球顶层，进入星际空间。“旅行者二号”预期在未来数年内穿越日球顶层。8、传回信息需要18小时截至8月份，“旅行者二号”距离地球115AU（约172亿公里），“旅行者一号”距离地球139.3AU（约208亿公里）。这意味着，“旅行者一号”发射的无线电信号，NASA需要18个小时才能接受到。通过分析两艘飞船传回的带电粒子、磁场、低频电磁波和太阳风等离子体数据，科学家们得以比较太阳风和星际介质在太阳系不同位置的相互作用。9、2030年关闭最后的设备木星轨道之外，太阳能就很微弱了。因此，科学家们为旅行者号们准备了核动力，每艘飞船携带三组放射性同位素热电发电机。钚-238的半衰期为88年，目前，飞船的动力正在以每年4瓦特的速率持续下降。目前，飞船上的磁场和粒子探测设备仍在工作。但为了节省电力，在2020年后，这些设备将被逐一关闭。科学家们预期，他们将会在2030年关闭飞船最后的科学设备。用于通讯的电力还会再维持几年，随后，旅行者号们的信号将消失在太空中。为了尽可能延长飞船的寿命，科学家们不得不请当年的工程师们协助，检索旧档案，查找几十年前写下的指令和程序。10、四万年后遇上另一颗恒星电力耗尽后，两艘飞船仍将在当前轨道上，以当前速度围绕银河系中心飞行，周期为2.25亿年。不过，在4万年内，它们都不会遇上另一颗恒星。“旅行者一号”正在以每年3.5天文单位速度离开太阳系，与黄道平面成35度夹角向北，朝蛇夫座的方向飞去。在大约4万年后，“旅行者一号”会接近鹿豹座的AC+79 3888。“旅行者二号”正以每年3.1天文单位的速度离开太阳系，与黄道平面成48度夹角向南，朝射手座和孔雀座的方向飞去。在大约4万年后，“旅行者二号”将到达距离一颗名为Ross 248的恒星1.7光年的位置，这颗红矮星位于仙女座。《引力波是什么？跟我们有什么关系？一张图读懂它……》 精选七本文来自forbes，作者：Ethan Siegel。机器之心编译出品。参与：钟靓，杨超，汪汪。本文头图由海洛创意授权，未经许可，不得转载斯隆数字化巡天2016年已经来临。此时回顾过去，我们必须认识到，仅仅在100年前，我们对于宇宙的认知还是下面这样：我们银河系中的恒星、星团和星云就是宇宙的全部；所有的物质都是由原子核和电子组成的；自然界仅存在两种力，分别是重力和电磁力；而那时，再过两个月，牛顿万有引力定律――这一从17世纪开始统治整个宇宙的理论，即将被爱因斯坦的广义相对论推翻。那时起的100年间，每10年，我们对宇宙的认识都会被刷新一次。1910年代：爱因斯坦的理论得到证实！广义相对论因解释牛顿万有引力定律所不能解释的事情（水星围绕太阳轨迹的岁差问题）而名声大震。但对一个科学理论来说，只解释我们已经观测到的东西是不够的；它需要对一些还未被观测到的事物做出预测。在过去的一个世纪里，它已经做出了很多预测――引力时间膨胀、强和弱引力透镜、惯性系拖曳效应、引力红移等等。但是，第一个预测是由爱丁顿等人在1919年的日全食中观测到的星光弯曲。星光绕太阳弯曲的观测量与爱因斯坦的理论一致，而与牛顿不符。从那时起，我们对宇宙的看法从此改变。图/哈勃望远镜20世纪20年代：我们仍然不知道在银河系之外还有宇宙的存在，但这一切因为20世纪20年代埃德温?哈勃的工作而改变了。他观察到了天空中一些螺旋状的星云，并能够准确地在其中确定先前已知存在于银河系中的某种变星。只是，它们的亮度是如此之低，肯定是在我们银河系的几百万光年之外。哈勃并没有在此停止，他继续测量了十几个星系的退行视速度和距离，从而发现了我们今天所知的正在膨胀的广袤宇宙。20世纪30年代：曾经人们一度认为如果你能测量出所有恒星的质量，或许再加上气体和尘埃，你就能得出了宇宙中的所有物质。然而，通过观察一个致密星团中的星系（比如上面的后发座星系团），Fritz Zwicky发现恒星以及我们所知的「普通物质」（比如原子）并不足以解释这些星团的内部运动。他将这种新物质命名为暗物质。对暗物质的观测一直被忽略，直到20世纪70年代，人们对普通物质有了近一步的了解，才发现每个星系中都存在有大量的暗物质。我们现在知道暗物质比普通物质多，质量之比为5:1。20世纪40年代：当大量的实验和观察资源进入到间谍卫星、火箭和核技术的发展时，理论物理学家们仍然在努力工作。1945年，乔治?伽莫夫对宇宙膨胀做出了最终的推断：如果现在宇宙正在不断膨胀与冷却，那它在过去应该更热，密度更大。回溯过去，一定有一个时间点，那时的宇宙太过炙热、密度太高，以至于无法形成中性原子，而在那之前连原子核也无法形成。如果这些是真的，那么在任何恒星形成之前，宇宙最初的材料中，最轻的元素应该有一个特殊的比例，并且，现在的宇宙中应该有一些余晖弥散在各个方向上，温度仅比绝对零度高一点点。这个理论框架在今天被熟知为宇宙大爆炸理论，是20世纪40年代产生的最伟大的思想。20世纪50年代：与大爆炸相竞争的思想是稳恒态宇宙模型（Steady-State model），由Fred Hoyle和同时代的其他人提出。最精彩的是，他们认为今天地球上所有稍重一些的元素不是在早期炙热且稠密的状态下形成的，而是形成于最初几代恒星之时。Hoyle及其合作者Willie Fowler和Burbidge夫妇（Geoffrey和Margaret）详尽地描述了当恒星发生核聚变时，如何按照元素周期表的顺序逐渐产生出了新的元素。最为出色的是他们预言了氦聚变成碳的过程，而这个过程过去从未被观察到过。从这个理论，我们知道地球上现有的所有重元素都来自于最初的几代恒星。1965年，Arno Penzias和Bob Wilson发现的宇宙微波背景辐射。20世纪60年代：经过大约20年的辩论之后，人们终于获得了决定宇宙历史命运的重要发现：观测发现了来自大爆炸的残留辉光，也就是宇宙微波背景辐射。这种均匀分布的、2.725 K的辐射是由Arno Penzias和Bob Wilson在1965年发现的，当时他们谁也没有意识到他们究竟发现了什么。随着时间的推移，该辐射的全波段黑体辐射光谱以及它的波动都被测量出来，从而表明宇宙真的开始于一次「大爆炸」。20世纪70年代：在1979年末，一位年轻的科学家对生命有了新的想法。Alan Guth一直以来都在努力寻找方法来解决大爆炸理论中一些无法解释的问题，例如为什么宇宙在空间上是如此平坦；为什么在所有方向上的温度都一样；为什么没有超高能量的残留物等。这时他有了一个关于宇宙暴胀的想法。宇宙暴胀理论认为，在宇宙的炙热致密状态之前，存在一个呈指数膨胀的状态，所有能量都束缚在空间的结构中。现在的暴胀理论与Guth的初始想法相比，已经有了很多的改进，但是后续的观测（包括宇宙微波背景中的涨落、宇宙大尺度结构、星系聚集、团簇和形成的方式）都支持暴胀理论的预测。我们的宇宙不仅始于一次大爆炸，而且在大爆炸发生之前，还有另外一个状态。20世纪80年代：虽然看起来不大可能，但是在1987年，爆发了近100年来离地球最近的超新星爆发。不仅如此，这也是人类拥有可探测超新星发出的中微子的探测器以来，首次探测到超新星爆发。尽管我们已经看到了发生在其他星系的超新星爆发，但是我们从没见过一次距离如此之近的超新星爆发，以至于我们可以直接观测到这些中微子。这20多颗中微子的发现标志着中微子天文学的开始，而随后的进步又让我们发现了中微子振荡、中微子质量和发生在一百万光年之外的超新星爆发所诞生的中微子。而在下一次发生在我们银河系的超新星爆发中，我们将探测到超过数十万的中微子。超新星宇宙学项目20世纪90年代：如果你认为暗物质以及发现宇宙如何开始是一个大命题的话，那么你可以想象一下当1998年研究人员发现宇宙将会如何终结时引起了多么大的轰动。历史上我们人类想象了三种可能的命运：大挤压：宇宙的膨胀将不足以克服一切物质的引力，最终宇宙会在一次大挤压中崩溃。大冷寂：宇宙的膨胀将会超过所有物质引力的总和，从而使得宇宙中的一切都会相互远离，最终导致大冷寂。临界宇宙：或者我们将处在上述两种情况之间，宇宙膨胀的速度将会趋向于零而永远不会达到零。虽然远处的超新星爆发暗示着宇宙正在加速膨胀，并且随着时间的推移，远处的星系相互远离的速度正在加快。不仅宇宙最终会冷却，并且，这些相互不相关联的星系最终也会消失在我们的宇宙视野中。除了我们本身的星系之外，其他的星系将不会和我们的银河系相遇，我们最终的命运将会是寒冷而孤独的。在1000亿年以后，除了我们自己所处的星系之外，我们将再也看不到其他的星系。图/普朗克卫星21世纪伊始：宇宙微波背景辐射在1965年发现以后并没有就此终结，而我们关于大爆炸残留辉光的波动（或者缺陷）的测量发现了一些新的现象：宇宙究竟是由什么构成的。来自COBE（宇宙背景探测器）的数据被WMAP（Wilkinson微波各向异性探测器）取代了，而反过来又被普朗克卫星进一步改进了。除此之外，来自大型星系巡天项目（如2度视场星系红移巡天和斯隆数字巡天 ）的宇宙大尺度结构数据和遥远的超新星爆发数据相结合，绘出了一幅宇宙的现代图景：0.01%的辐射以光子的形式存在；0.1%是中微子，非常轻微地导致了星系团周围的引力晕；4.9%是正常物质，包括由原子构成的所有事物；27%是暗物质，或者说一种神秘的、不与任何物质发生相互作用（引力除外）的粒子，它们塑造了我们今天所观察到的宇宙结构；68%是暗能量，这是空间本身所固有的属性。开普勒卫星所发现的位于宜居带的系外行星2010年到2020年之间，又会有什么样的重大发现呢？是否会开创引力波天文学？我们是否会发现暗物质的真面目？上世纪的关于宇宙暴胀的预测是否会被证实？或者，我们是否可以发现宇宙中的地外生物？我们尚不知道。但有一件事情是确定的：随着2016年的到来，我们对于宇宙的理解，将会又我们对此所投入的资源所决定。转载请联系公众号：机器之心（almosthuman2014）获得授权，个人微信号“jiqizhi***2014”《引力波是什么？跟我们有什么关系？一张图读懂它……》 精选八“发现暗物质了吗？”11月30日，暗物质粒子探测卫星“悟空”公布了首批科学成果：目前国际上精度最高的电子宇宙线能谱。而这个问题，是“悟空”首先需要面对的。对此，暗物质卫星首席科学家、紫金山天文台副台长常进的回答很严谨：只能说，我们找到了一些迹象，还没有百分百的“发现”。目前，“悟空”的健康状态满分，还在源源不断地收集数据。只有排除所有的其他可能，才能称得上“发现”。不过，理论物理学家们已经对新的迹象感到兴奋。中国科学院大学常务副校长吴岳良院士解读道，在现有的理论机制下，天文物理并不能提供合适的解释。如果更多的数据证实了这个迹象，那么“悟空”很可能发现了一个标准模型以外的新粒子。暗物质粒子探测卫星“悟空”中国科学院院长白春礼甚至给可能的新粒子准备了一个名字：CAS，即中国科学院的英文名缩写。“如果新粒子是暗物质，是重大的突破；如果它不是暗物质，也是很重要的发现。因为它甚至不像暗物质那样被理论预测过。”白春礼说道。常进预期，等到明年的时候，更多的数据可能给我们带来更明朗的答案。意料中的拐折“悟空”的“火眼金睛”，本质上其实是高能量分辨、高空间分辨、高统计量、低本底的高能粒子望远镜。它尤其关注三种与暗物质有关的特号：伽玛谱线、晕状分布伽玛射线和奇异电子能谱结构。宇宙中的天体物理源，如脉冲星和超新星遗迹，都能产生高能电子。物理学家们猜测，暗物质虽然“看不见”，不参与电磁作用，但暗物质粒子可能会像普通粒子一样湮没为正负电子对，或者衰变为其他普通粒子。人类不能直接“看见”暗物质，却可以间接“看见”这些粒子。为此，科学家们开始关注电子宇宙线能谱，即宇宙中不同能量的电子的数目情况。按照预期，能谱应该平缓下降，即能量越高的电子越少。探测数据发现，能谱却存在异常：没有按照预期的规律下降，而在接近1TeV（万亿电子伏特）出呈现更加快速的下降。如果这种异常来自暗物质湮灭，那能谱在上升到一定位置，即暗物质粒子质量后，会出现一个陡峭的截断。天体物理源同样会造成能谱上的拐折，却是比较平缓的变化。0.9TeV处出现的拐折以往的探测设备的探测能段没有覆盖1TeV以上的区域。2005，常进在中美合作的南极气球实验上发现了拐折的迹象。只是，测量的精度不高，系统误差较大，没有得到广泛的认可。正因如此，美国的费米卫星、丁肇中领导的阿尔法磁谱仪，都以1TeV为核心探测区域。而悟空相比这些前辈的优势，在于世界最宽的能段范围，和最精确的分辨能力。“悟空”的确在这个位置直接探测到了拐折。从图像上看，在1TeV之前的下降较为平缓，在1TeV之后的下降更为明显。暗物质卫星科学应用系统副总师、紫金山天文台研究员范一中解释道，这个结果，依然可以用暗物质模型解释，但也让最简单的暗物质模型受到了挑战。范一中举了个例子说，也许暗物质粒子并非直接湮灭为电子对，而是先湮灭为μ子，再进行衰变，这样的话，能谱变化的趋势就会更为平缓。总之，“悟空”的数据精度史上最高，也给理论物理学家们提出了更多的参数限制。意料外的超出1TeV出的拐折，置信度达到了6.6个σ。不过，在“悟空”提供的高能电子宇宙线能谱上，人们第一眼可能不会注意到这个拐折：1.4TeV处，有更为醒目的超出点。范一中回忆道，2016年5月，常进的电脑上第一次出现了这个迹象：“我们既惊喜又担心。惊喜的是这可能是个新的重大发现的苗头。担心的是测量不够准确。”直到目前，“悟空”仍在源源不断地收集新的数据，以用更多数据来排除统计上波动的可能性。不过，范一中强调，一旦这个超出被后续的数据确认，理论物理学家们面临的选择是不多的：“这个能量很高，速度只比光速慢十万亿分之一。由于粒子在宇宙中传播，能量损失很快，说明这个信号源距离地球很近。此外，信号源产生了准单能的电子谱。在地面上，科学家们可以利用对撞机、精确地调整参数产生类似的电子。在宇宙中，到底是怎么样的一个信号源呢？”1.4TeV处的尖锐能谱吴岳良解读道，暗物质聚集在距离比较近的中等质量黑洞周围，就可以成为一个连续产生高能电子的信号源。它会呈现一定宽度的尖锐能谱，其宽度由源的距离决定。据估计，银河系中大约有数百个中等质量黑洞，结合光子谱和光子通量的计算，满足相关条件的信号源候选者有6个。除此之外，邻近的天体物理活动，比如脉冲星云或超新星遗迹，可以短暂地产生加速电子。电子冷却后在某个能量处截断，呈现一定宽度的尖锐能谱，其宽度由源的距离和寿命决定。不过，从一些其他的限定条件来看，除非有新的机制，否则尖锐能谱的天体物理解释将不是合适的选项。也就是说，“悟空”发现的尖锐能谱，可能是暗物质粒子存在的新证据。发现新粒子了吗？回到文章开头的问题。常进在发布会上对包括澎湃新闻（www.thepaper.cn）在内的媒体表示，1TeV处拐折的置信度6.6σ，可以达到“发现”的级别，而置信度3.7σ的1.4TeV处尖锐能谱只能说是一个证据。自然科研中国区科学总监印格致（Ed Gerstner）补充说道，高能物理就是这样“又激动又沮丧”，每当一个信号出现，大家都会期待地问：“我们找到新粒子了吗？”，科学家们只能说：“可能吧。”接着，信号再次出现，大家又期待地问：“我们找到新粒子了吗？”科学家们还是只能说：“可能吧”。直到信号重复地出现，经过大量分析，终于有一天，科学家会出来说：“我们找到了！”暗物质的理论模型并不精细，可以说，只是一个概念。这意味着，“悟空”发现的疑似新粒子，甚至都不一定是暗物质粒子。白春礼给可能存在的新粒子提前取好了名字，CAS，即中国科学院的英文名缩写。“如果新粒子是暗物质，是重大的突破；如果它不是暗物质，也是很重要的发现。因为它甚至不像暗物质那样被理论预测过。”“欧洲核子中心撞出希格斯玻色子花了一百亿美元，我们的‘悟空’连都没有。”白春礼笑着说道。《引力波是什么？跟我们有什么关系？一张图读懂它……》 精选九12月19日，国际顶尖学术期刊《自然》在最新一期的特写板块中发布了年度十大人物——在过去一年里对科学产生重大影响的十人。中国科学技术大学教授、量子通信科学卫星“墨子号”首席科学家潘建伟上榜。榜单上的其他人来自各个领域，比如，在物理领域有欧洲处女座引力波探测器(Virgo)的对外合作“大使”和中东首个同步辐射光源的主流砥柱。在医学领域有新型基因编辑技术发明者，有首个接受创新癌症免疫疗法的儿童，有致力于侦查问题论文的癌症遗传学家。此外，国际全面禁止核试验条约组织执行秘书长、墨西哥地震专家、争取学术界性别平等的律师也一一登场。榜单上甚至有一名科学界的“反派”：新任美国环保署署长、气候变化怀疑论者普鲁特。“从量子通信和基因组编辑，到一场潜在核危机和美国环保政策的退步，该人物列表总结了2017年科学和科学家的成就与挫折。”《自然》新闻特写代理主编布兰登·麦尔（Brendan Maher）说。大卫·刘（David Liu）：基因修正者发展出全新基因编辑技术、未来有望拯救生命的生物学家刘是美国博德研究所的核心成员。刘痴迷基因编辑，尤其是近期名声大盛的CRISPR技术。然而，这项技术并不完美。基于Cas9酶的CRISPR能够定向地剪切DNA，却只能依赖细胞自身的DNA进行修复，这可能造成多种编辑结果。10月，刘的实验室发表了一项大胆的成果：借助人工合成的新型酶，他们能将DNA中的A-T碱基对转换为G-C碱基对。这项成果可以在理论上逆转48%的致病位}