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试管宇宙

　　新浪科技讯 北京时间1月23日消息，据英国《每日电讯报》报道，美国物理学家利用冷却至接近绝对零度的氦-3，在试管中制造了一个“试管宇宙”，并对超弦理论进行了解释。

　　在试管中创造“宇宙”

　　兰开斯特大学的这个科研小组在和小拇指一样大的试管内装入氦同位素(称作氦-3)，然后冷却到最低的可能温度——接近于绝对零度(绝对零度约为零下273摄氏度)，使其中的氦-3形成一个“超流体”，超流体是一种有规律的液体，根据量子论，它里面的原子处于相同状态。科研小组称，这种液体中的原子(还差千分之一摄氏度就达到绝对零度)形成的结构跟在宇宙中看到的结构相似。

　　理查德·海雷与乔治·比克特教授和其他“超低温研究组”的成员合作进行了这项研究，他说：“我们在试管中产生了宇宙。”

　　用“试管宇宙”解释超弦理论

　　“物理学的圣杯”是将粒子与宇宙能量结合，创造有形的解释。但是存在最多争论的一个理论——超弦理论，即弦理论(string theory)，根本无法进行试验。然而根据《自然物理学》杂志上的一项研究，现在物理学家或许能利用试管中的宇宙对它进行解释。海雷说：“这是一项非常偶然的发现。”

　　用来形容这种超流体的等式出现在很多其他物理学分支中。海雷说：“例如，这种超流体的内部结构与时空本身的结构非常接近。时空是我们生活的宇宙背景。因此我们可以利用超流体模拟粒子、黑洞、宇宙弦以及宇宙大爆炸等宇宙现象。对理论测试来说，这非常伟大，因为这个描述了氦-3的等式得到确定，说明‘超弦理论’是我们拥有的最复杂的体系。如果类似的实验在氦-3上不起作用，你就可以利用这项最新的理论。”

　　因为艾伯特·爱因斯坦的先驱性成果，他一直在努力寻找一种能将量子理论和相对论统一在一起的理论。这种理论的最大特点是，它们需要宇宙不只拥有三维，以便将我们的视觉与能量和物质统一起来。一种有希望的候选结果是超对称弦理论，在这个理论中，弦上的波纹被解释成粒子。但是让他们感到奇怪的是，物理学家发现5个超弦理论。现在这项兰开斯特大学的实验让我们对这些理论预测的现象有了更深的了解。在过去的30年间，弦是已知的更大级别的膜宇宙的成员之一，膜宇宙存在于高维空间中，它可以在更多的维中延伸，从维中的弦到两个维中的膜，再到那些p维，都被称作场和弦(p-branes)。

　　此外，弦理论和场和弦是一种潜在的11维M理论的几方面。11维M理论显示，我们居住在膜的世界：一个4维空间的表面或称膜，位于时空混合的高维空间中。人类和大部分粒子在膜内移动，同时，高维为从重力到那些在原子粒子间起作用的物质等所有能量的统一提供一个框架。虽然大量实验更加明显的暴露出被称作“标准模式”的最新理论的缺陷，但是有证据显示，当日内瓦的核粒子加速器——价值44亿英镑的大型强子对撞机在明年开始试验时，M理论的额外隐藏维就能显示出来。但是兰开斯特的这个科研组提供了另一个打破这种僵局的途径。一个观点认为，膜和反膜相撞导致宇宙大爆炸。现在物理学家可以在小小的试管中，在氦超流体中模拟这种现象。

晨报讯 为了避开城市照明对天文观测的影响，近日中科院上海天文台已在浙江另觅观测地。上海天文台光学天文重点开放实验室佘山基地主任陶隽表示：“上海的灯光已经让我们的观测工作大打折扣，我们必须寻找更合适的观测基地。”

　　记者昨日从上海天文台了解到，根据近日上海天文台与浙江相关单位签订的协议，双方计划在浙江安吉天荒坪共建我国第一个夜天光保护区，并建设两个天文专业观测室和一个科普观测点，而佘山观测站的一些仪器将被搬到天荒坪。

　　陶隽介绍说，早在2001年，上海天文台就开始着手寻找合适的天文观测站选址。根据1985年国际天文学联合会(IAU)的建议，世界级的高质量天文台人为光的背景增加应少于10%，即人为光的背景的增加不超过0.1等，国家级的不超过0.2等，即光污染的比例只能小于20.2%。而1998年的一份对上海天文台佘山观测站周围光污染的测试表明，光污染比例高达591%。陶隽说，现在的光污染肯定比那时候还要严重，虽然近几年天文台也在更换更好的观测器，但是观测效果依然不尽如人意。

　　据介绍，合格的天文观测站应该光污染小，即极少受人造光源干扰，常年大气洁净，晴夜数多，但是现在距离佘山观测站3公里内，不仅有路灯、别墅区工地的照明灯，还有周围星级宾馆的泛光照明，这导致工作人员在佘山观测站已无法拍摄到一些很暗的天体，最多只能观测到16-17等星。天文台一台国内第二大、口径为1.56米的光学望远镜也因此患上了“白内障”，近年来很少能参与世界级的天文观测项目。

　　而在海拔近1000米的天荒坪江南天池观测基地，工作人员使用望远镜甚至可能观测到20等星，即探测到更暗弱的目标。尽管如此，为了避免可能出现的光污染，上海天文台与浙江方面签订的协议中已明确指出，相关区域内将进行灯光改造和必要的管制，以满足夜天光保护的需要。

　　此次在天荒坪建设观测基地的建设还只是个开始，上海天文台今后研制的大型光学望远镜，也将考虑放在中国的西部地区，而上海市内将不再添置新的光学天文观测仪器。(来源：新闻晨报)

战神1号、5号与航天飞机比较

　　工程师们担心，这枚准备取代航天飞机将美国宇航员重新送上月球的新型火箭可能会在起飞的头几分钟剧烈振动，极有可能毁坏整个火箭。卡内基梅隆大学工程学教授保罗-费奇贝克过去曾和美国宇航局就这些危险问题进行过探讨，他说：“他们知道这是一个严重的问题。振动过于剧烈将毁掉整个火箭，他们已开始着手解决这个问题。”

　　如果不采取改进措施，负责把搭载宇航员的“猎户座”(Orion)飞船送入轨道“战神1”号(Ares I)火箭的第一节届时会出现这样的振动。美国宇航局官员希望最早在今年3月便出台一项解决设计缺陷的计划，他们不想因为这个问题耽搁2020年之前宇航员重返月球的目标。

　　美国宇航局局长迈克尔-格里芬在一份声明中说：“我不希望有人无知到认为我们能在没有任何挑战的前提下研制一种新的航天器取代航天飞机。美国宇航局在解决技术难关上有着出色的历史记录。我们相信我们也会解决这个问题。”智利瓦尔迪维亚声学研究所的约格-阿里纳斯教授承认，这个问题很严重，但他说：“美国宇航局已出台一项在工程学历史上称得上是最安全的控制风险的太空计划。”

　　自2005年以来，美国宇航局一直致力于重返月球计划，总投资超过1000亿美元。包括设计两种不同用途的火箭：将宇航员送入太空的“战神1”号和一种专门负责运送货物的火箭“战神5”(Ares V)号。研究人员担心的不是第一节的振动，而是它如何影响“坐”在上面的部分：“猎户座”(Orion)宇航员座舱、工具舱和一个助推器。第一节火箭的技术借鉴自美国宇航局用来发射航天飞机的固体燃料火箭助推器的5个部分，将由犹他州布莱汉姆市ATK发射系统公司建造。

　　研究过振动与太空发射问题的阿里纳斯表示，振动这个问题对固体燃料火箭助推器来说很常见，包括火箭内气体漩涡引起的附加加速度脉冲，这种气体漩涡和一艘快速行驶的船只后面产生的尾波很相似。这些漩涡恰恰与发动机燃烧室的自然振动频率是一致的，振动因此产生。

　　去年秋天，高级主管被告知发现的这些问题，但美国宇航局没有公开讨论过，直到这个月月初有一家媒体根据《信息自由法》对美国宇航局进行咨询时，才了解到这个问题的存在。宇航局以外的专家分析后认为，这个问题很严重。

　　美国宇航局工程师将这个振动问题划入“红区”，相当于最严重的级别。工程风险评估专家费奇贝克说：“这种情况极有可能发生，如果真的发生了，它将是一场灾难。”搭载宇航员的“战神1”号和“猎户座”预定于2015年3月进行首次发射。

       新华网南京１月２０日电（记者蔡玉高）公众将迎来新年第一次观测水星的良机。江苏、天津两地天文学会通报，２２日天宇上演新年首场水星大距，届时，公众可在日落后的夜空寻觅水星“芳踪”。

       水星是太阳系八大行星中距离太阳最近的，所以经常淹没在太阳的光辉中，每年只有数次短暂的可观测机会，从而成为太阳系八大行星中最难观测到的一颗。只有等到水星和太阳的角距达最大即“大距”时，公众才最有希望目睹水星。水星在太阳东边称“东大距”，在太阳西边称“西大距”。

       江苏省天文学会天文专家严家荣介绍，１月中上旬，水星一直作为昏星，在日落后出现在西方低空中，随着它逐渐远离太阳，观测条件也越来越好。２２日，水星到达东大距，这也是２００８年水星第一次东大距。

        严家荣表示，这次水星东大距的观测条件不错，虽然与太阳的角距离仅为１９度，但日落时的地平高度仍可达１５度，因此，它在天空中很容易就能被找到。那段时间水星正位于摩羯座，周围也没有亮星会和它混淆。天文爱好者应该抓住这次机会，欣赏一下这难得一见的水星。

       新华网东京１月１９日电（记者 钱铮）日本高能加速器研究机构日前发表新闻公报说，该机构的研究人员成功地用超级计算机模拟了宇宙黑洞的内部状态，验证了霍金关于黑洞辐射的理论。

       公报介绍说，黑洞是质量极度集中的天体，其引力之大可以使周围的时空发生弯曲，包括光线在内的所有物质都会被黑洞吞噬。

       但英国物理学家霍金于１９７４年提出，黑洞也会放出光子和中子等，即存在霍金辐射，而且黑洞的质量越小，温度越高，“蒸发”的速度就会越快。不过由于技术等方面的限制，科学家们此前一直未能验证霍金辐射理论中温度和能量的关系。

       在这项最新研究中，高能加速器研究机构的研究人员以超弦理论为基础开发出了一种根据频率对“弦”的振动进行计算的新方法，从而计算出了黑洞中心附近“弦”的凝聚状态的能量。超弦理论认为，“弦”是组成物质的最基本单元，所有的基本粒子都是弦的不同振动激发态。研究人员再把模拟计算结果绘成和温度对应的图表，结果显示，黑洞能量随温度的变化情况与霍金的理论一致。

       新闻公报说，这项研究开辟了将超弦理论应用于各种问题的可能性，使这一理论有望在探明黑洞蒸发现象、宇宙起源和万物诞生等方面发挥重要作用。

       日本折纸飞机协会和东京大学的一联合研究小组17日在东京大学的高超音速风洞内进行了折纸飞机的耐热性能和强度检验，验证了折纸飞机的耐久性能。

      该纸飞机全长8厘米，经过耐热处理，制成航天飞机形状，在7马赫的高速气流内模拟从宇宙空间向地球的下降过程。实验证明，纸飞机经受了下降过程中产生的压力和热量。纸飞机飞行试验成功意味着能够开发出新型材料的宇宙空间飞行物。

       航天飞机等航天器返回地球时的速度会达到20马赫，即音速的20倍，会因空气摩擦产生高温，因此必须粘贴耐热隔离层等特殊材料才能经受返回大气层所产生的高热。

       而折纸飞机爱好者以及一些研究人员认为，纸飞机比较轻，降落的速度也没那么快，因此穿越地球大气层时完全有可能不被烧毁。

       据悉，日本折纸飞机爱好者将和东京大学研究人员以及航天机构合作，从国际空间站放飞纸飞机，让它“安全”穿越大气层降落到地球。由于不能控制纸飞机的降落地点，希望届时捡到纸飞机的人能通知他们。

两颗行星发生碰撞的过程异常剧烈

北京时间1月21日消息　据国外媒体报道，天文学家们日前首次观测到了两颗巨型行星发生碰撞后所导致的罕见遗迹。尽管这两颗行星发生碰撞并相互融合的时间距今已有数万年之久，但如果从天文学的角度衡量，这一碰撞就像是发生在昨天一样。 

       科学家们介绍说，他们在2004年便发现了分布在半人马座中的两颗天体－－2M1207号褐矮星和其伴星2M1207b号行星。然而，2M1207b号行星的各种反常特性却让专家们感到非常困惑。现在，研究人员终于得出了一个合理的解释：2M1207b诞生于一场极其猛烈的行星碰撞，而且，这一现象发生的时间并不非常久远。

据悉，当这两颗天体于2004年被首次发现后，天文学家们成功拍摄到了2M1207b号行星和2M1207褐矮星的照片。不过，当时人们认为，这两颗天体可能相距非常遥远，只是由于视角的原因，才使它们显得相距很近。2M1207并不是一颗货真价实的恒星，而只是一颗质量约为木星25倍的矮星。

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NASA的新游戏将使玩家们有机会体验开发太空的乐趣

       美国国家宇航局目前正考虑开发和推出一种全新内容的在线游戏。这种游戏的运行模式将与目前流行的《魔兽世界》有些相似，但其不同之处在于，NASA的目的是要构件一个“在线宇宙”－－玩家们在其中需执行模拟的轨道任务，探索宇宙空间和研制新型的宇宙飞船。

        NASA已向各商业和非商业组织发出正式请求，以便他们能够积极参与开发这款全新的多人在线游戏。

       目前NASA并未透露是否将会完全按照商业模式来运行这款游戏，即是否会让玩家们按月支付费用。不过，从NASA公布的文件中可以判断，推出这种新型游戏是为了吸引年轻人、大学生和对航天活动感兴趣的人。因此，有理由相信，NASA的“在线宇宙”游戏要么将完全免费，要么也只是象征性地收取少量费用，以收回投资成本。

       NASA同时还宣布，希望借助“在线宇宙”游戏的方式来调动年轻一代对太空的兴趣，或许在今后的某一天，从这些游戏玩家中将会走出新一代的科学家和天文学家。

       据悉，新游戏是NASA教育计划的一个重要组成部分，其将充满现代色彩并且拥有高质量的画面。NASA在其声明中指出，“在线宇宙”将为玩家们提供一个需要具有良好知识素养才能胜任的虚拟职业。

       有媒体报道称，NASA目前已在与Second Life游戏的开发商进行合作。

NASA希望，今后玩家们能够通过“在线宇宙”来参与执行虚拟的星际任务。

NASA同时还透露，玩家们在游戏中还可以开展一些精确度很高的研究和试验活动