问专家

2019-09-03 02:04
科学之谜 2019年8期
关键词:太阳

地球在一刻不停歇地转动中,它既围绕太阳旋转,也自转。目前地球的自转速度是恰到好处的,带来24小时一昼夜的循环,适宜的环境温度,潮汐、海平面的日常上升和下降等。如果地球旋转得更快,我们将面临许多的变化。

首先,我们最直观的感受是一天的长度变短了,因此一年中的天数将增加。其次是失重,我们在赤道和北极圈的称重是不一样的,这是因为与极点相比,赤道旋转速度更快,产生了额外的离心力。如果地球的速度进一步提高,我们的体重就会进一步下降。如果赤道线加速到2.8万千米/小时,离心力将克服重力,我们就会完全失重。

此外,如果地球自转速度提高几千米/小时,威尼斯、孟买等地区将完全淹没在水下,同时将数百万人赶出家园。最后,尽管地球的自转并不是驱动大气的主要因素(地球表面不均匀的加热),但随着自转速度的增加,大气中的对流会增多,可能会出现更多的气旋、飓风和龙卷风。

通常我們身体不同部位的毛发颜色都是一样的或者相似的,但是有些红色毛发的人却不是这样的,这是由于基因表达自己的方式不同。

许多基因决定头发的颜色,其中MC1R基因与红色的毛发相关。我们每个人都有MC1R基因,当一个人从父母双方那里都遗传了一个突变型MC1R基因时,他就会有红色的头发和白皙的皮肤。然而,如果他只遗传了一个突变型MC1R基因,红色就会随机出现在身体的某个地方,比如胡子上。

现代科学已经可以把温度加热到比太阳温度还高了,于是很多人便生出一个疑问,我们可以人工地把氢聚变成铁吗?这个问题的答案恐怕并不理想。

核聚变是最重要的物理反应之一,因为我们的太阳就是通过这种反应在长时间内源源不断地释放着能量,让地球上的人得以生存。然而尽管核聚变释放能量,但发生反应也需要足够高的温度(能量)才行。恒星的核聚变反应分为几级:氢聚变成氦、三α过程(三个氦原子核结合成为一个碳核的核合成过程)、碳燃烧、氖燃烧、氧燃烧、硅燃烧,反应越往下所需要的能量就越高,只有最后一步硅燃烧的过程才能产生铁,所需的温度约27亿度到35亿度。然而太阳核心的温度就只有1500万度,把温度加热到比太阳还高一些,我们仍然远远达不到聚变产生铁所需的温度。不过,我们也不用太过灰心,即使不能通过核聚变产生铁,我们还是可以通过粒子加速器的轰击,人工制造出铁元素。

人们已经发现,探索太空会带来的负面影响不仅仅是骨骼和肌肉质量的减少,在太空任务结束后,近三分之二的宇航员也出现了视力下降的情况,在更严重的情况下,美丽的太空甚至会让人永久失明,这种罕见的病症称为颅内压视力损害综合征(VIIP)。

我们的身体中充满了液体,这些液体也十分重要,其中脑脊髓液可以作为大脑和脊髓的缓冲,在身体的周围分配营养等。当宇航员在地球上时,重力会将体液向下拉向脚部,但是在太空微重力的环境中,大量的脑脊髓液积聚在颅骨内,导致大脑和眼睛后部压力升高,在长期的高压下,最终造成了脑损伤和失明。

十几年前,一种类似极光的天文现象被一些天文爱好者拍摄到,他们把这种现象称为“史蒂夫”。与绿色的极光不同,史蒂夫看上去就像是一条紫色或粉红色的光带。虽然在2018年,一些天文学家曾错误地将史蒂夫认定为极光,但现在这一说法已被推翻。实际上,史蒂夫和极光是两种天文现象。

我们都知道,当太空中的高能粒子冲入大气层时,会使大气中的分子或原子电离,带电粒子会沿着地球的磁场飞入两侧的大气层中,最后形成极光。然而史蒂夫现象实际上会出现在低纬度地区,紫色的圆弧其实是自由运动的低能带电粒子流与大气中的中性粒子碰撞后,摩擦生热产生的光芒,有点像灯泡里的灯丝升温并发出的光芒。

人们思考时挠头其实属于自然界中常见的一种情况,生物学家称之为转移行为。在这种行为中,当动物无法在两个相互冲突的选项中做出选择时,将两者都不选,而是做出一些不相关的行为。例如,生物学家曾经观察到:海鸥在争夺领地的冲突中,突然开始整理羽毛;一只不确定攻击还是逃跑的云雀突然开始啄地面,然后再继续打架。包括梳理毛发在内的转移行为是压力和恐惧的征兆,而这些抚慰性的身体接触或熟悉的日常行为,能够安抚动物。

不过,一些转移行为已经演变成动物用来表达情感状态的非语言的一部分。2017年,英国朴茨茅斯大学的一项研究发现,猕猴在受到压力时会挠头,这是一种信号,让其他猕猴不太可能攻击或骚扰它们。因此,我们从祖先那里继承了这种社交暗示,或许是为了警告人们,当我们努力思考时,不要打扰我们。

人类大概是自然界中唯一会做饭的动物。虽然比不上人类,但其他的一些动物也慢慢培养出了处理食物的能力。例如,贪吃的成年蚂蚁会把食物放在幼虫的肚子上,把酶先吐到食物上,这样食物会更好消化,蚂蚁也能吃下更多的东西。在鸟类的世界里,伯劳鸟会把有毒的蚱蜢插在荆棘上晾两天,让毒素降解后,再食用。卷尾猴会把成熟的棕榈果放在太阳下晒干,以便更容易地剥开坚硬的外壳,而日本猕猴则会把人们喂给它们的土豆洗干净,然后在盐水中调味。

我们都知道月球是地球的卫星,但围绕地球的卫星可能不止月球一个。60年前,波兰天文学家卡齐米·科蒂莱斯基偶然在天空中发现了两个难以捉摸的物质,它们在距离地球约40万千米的深空中围绕着地球旋转,他将这两团尘埃一样的物质命名为科蒂莱斯基云,也有人称之为“尘月”。然而,后来再也没人看到过尘月,它们仿佛消失了。直到2018年,天文学家们终于确认了这两团“尘月”的存在。

这两团尘埃位于地月之间的拉格朗日点上,分别与地球和月球形成一个三角形。地月系统一共有5个拉格朗日点,它们是指月球和地球之间万有引力平衡的地方。由于引力平衡,两团尘埃云围绕地球旋转的轨道应该是稳定的,但是在太阳明亮的光芒下,锁定尘埃颗粒是困难的,太阳引力也会影响拉格朗日点的稳定性,所以天文学家们之前才一直看不见它们。既然是尘埃云,叫“假卫星”或许更合适。

对于婴儿来说,哭泣是一种非常重要的行为,可以保证婴儿获得父母足够的关注,随时照顾到婴儿的需要。婴儿平均每天累计哭3个小时左右,如果成年人每天哭这么久,声音会变得嘶哑,甚至声带长出肿块。而婴儿的声带比较柔软,不像成人的声带那么坚韧,并且富含透明质酸,所以弹性更大,能够更多地吸收振动的声波。不过,声带的这种特点也会使婴儿无法准确、清晰地发声,只能咿呀学语。

当人们受到惊吓,感到非常紧张的时候,大脑中一个叫做杏仁核的区域就会增加肾上腺素的分泌,以应对可能的威胁。肾上腺素是一种应激激素,直接作用于肌肉中的受体细胞,加快肌纤维的收缩速率,让人们有更好的爆发力,为战斗或逃跑做好准备。因此,高水平的肾上腺素会导致肌肉无法控制地抽搐,让我们发抖。

艾萨克·牛顿于1727年去世,享年84岁;哲学家兼数学家伯特兰·罗素活到了97岁。看上去,聪明的人似乎更长寿。现在,这一说法得到了进一步的证实。

2017年,英国爱丁堡大学心理学家伊恩·迪瑞教授领导的团队发表了一项研究,该研究涵盖了6.5万人,该团队在1947年就测试了还是儿童的实验对象的智商。在长年的跟踪观察后发现,童年智商较高的人在成年后患肺癌、心脏病和中风等疾病的风险较低,从而延长了他们的寿命。而且此项研究的结果已经排除了更健康的生活方式的影响,这表明智商和寿命之间可能存在某种基因上的联系。不过,研究人员对于为何会有这种联系还不太清楚。

1920年,俄国工程师莱昂·泰勒明创造了一种前所未有的乐器,这种乐器被命名为泰勒明电子琴,是世界上第一台电子乐器。泰勒明电子琴以其古怪的音色,无接触的操控而常常被引用于科幻电影中。

泰勒明电子琴既没有键盘,也没有琴弦,它有两条可以感知人手在周围空间运动的天线。位于乐器右手边的是音高天线,人手和天线的距离远近会改变音高,位于左手边的呈水平环形的是响度天线,会受手掌上下运动的影响,增加或减小音量。

人体有肌肉和脂肪,因为肌肉是很好的保水器,即电的良导体,而脂肪是不好的保水器,即电的不良导体,所以人体是一种特殊的天然电容器。当你的手在天线附近摇摆时,身体电容会影响天线产生电磁波,经过泰勒明电子琴中两个振荡器的处理变为我们可以听到的音乐。虽然这种乐器并不好操控,但是克拉拉·洛克莫尔、塞缪尔·霍夫曼、露西·毕格罗·罗森等人都是“弹奏”它的大师。

太阳主要由71%的氢和27.1%的氦组成,碳、氮、氧元素综合起来大约占这颗恒星质量的1.5%,剩下的0.5%由硅、镁、氖、铁、硫和其他较重的金属元素组成。然而我们都知道太阳是个难以接近的“大火球”,那么科學家是如何知道太阳的内部情况的呢?

首先,当太阳发出的白光通过棱镜时,它会分裂成七种不同的颜色,这些波长大小不同的单色光依次排列就组成了光谱。实际上,太阳光谱并不是完全连续的,科学家利用光谱仪(专门分析光谱的仪器)检测太阳光时,发现太阳光谱中有一些黑线。这些黑线代表了光谱中缺失的颜色(波长),颜色缺失的原因是太阳和周围的元素吸收了这些特定波长的光。由于每一种元素对应特定波长的光,所以光谱分析法可以告诉我们太阳的成分,但它只能告诉我们太阳靠近表面部分的成分。

其次,太阳存在日震现象,并向外发出不同频率的波。类似地质学家用地震波在地球内部反射与传递来推测地球的内部结构,日震学家通过研究太阳的振动波来推研太阳内部的温度、密度、压力、组成等。

最后,太阳的核心除了向外辐射一些高能的光子(这些光子会在太阳内部经历吸收和再辐射的过程,变成更低能量的光子),还会辐射中微子,它在太阳内部产生后,几乎立刻就能达到太阳表面,并逃逸到太空,不受向表面传输过程的影响。科学家利用专门的探测器,也可以通过中微子了解太阳内部核聚变的一些情况。

明明是同一物体,但是在不同的背景下,我们看到的却完全不同。这种“看错”颜色的现象属于视觉错觉效应。当然视觉错觉效应并不只是看错颜色,也会有类似看到静止图案运动,同样大的物体看上去大小不一样等情况。

马赫带效应、赫尔曼栅格、蒙克·怀特效应等视错觉属于看错颜色的一类,它们的产生都是因为视觉的侧抑制现象。人的视网膜由许多小的光敏神经细胞组成,激活单独的一个光敏细胞是不可能的,某个细胞的激活总会影响邻近的细胞。科学家发现,刺激某个光敏细胞得到较大反应时,再刺激它邻近的细胞,反应会减弱。也就是说,周围的细胞抑制了它的反应,这种现象被称之为“侧抑制”。它会使被更亮的背景包围的区域显得暗些,而被暗一些的背景包围的区域显得亮些。

理论上,我们可以把塑料废物发射到太空中,但是有两个问题。首先是运送成本太高,目前将材料发射到近地轨道的费用每千克至少5万美金以上;如果送到更远的地方,估计费用会高得多。这意味着,将全球每年产生的3000亿千克塑料垃圾运送到太空,每年至少要花费7600万亿美金,远远大于回收利用塑料制品的成本。其次是道德问题,《联合国外层空间条约》第九条规定,各国有义务避免有害的空间污染,将塑料垃圾倾倒在近地轨道上,显然是不符合道德的做法。

猜你喜欢
太阳
谁在吞掉太阳?
绿太阳
太阳几点睡觉
夏天的太阳
太阳花
寂静的太阳镇