美宇航員被困太空逾兩月;2024年度狄拉克獎揭曉 | 科技周覽_風聞
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整理 | 周舒義、望鄉
美宇航員被困太空逾兩月,歸期仍未確定
據路透社報道,美國航空航天局(NASA)8月6日宣佈,將美國太空探索技術公司(SpaceX)的下次例行載人航天發射推遲一個月,以便為波音公司爭取更多時間,分析解決“星際客機”飛船故障,早日確定滯留太空宇航員的歸期。一名NASA官員7日表示,如果“星際客機”遲遲不能滿足安全要求,宇航員或於2025年2月搭乘SpaceX的“龍”飛船返回地球。
星際客機(Starliner)| NASA
6月6日,美國宇航員巴里·威爾莫爾和蘇尼·威廉姆斯乘坐“星際客機”飛船飛抵國際空間站,原定於6月14日返回地球,但由於飛船推進器故障和氦氣泄漏等問題,返航時間一再推遲。到8月6日,威爾莫爾和威廉姆斯已在國際空間站滯留兩個月。
NASA下一次載人發射任務原定8月18日,由SpaceX的“龍”飛船把4名宇航員送到國際空間站。但NASA在6日發表聲明説,“龍”飛船的發射推遲到9月24日之後。NASA表示,希望可以給波音公司更多時間,分析“星際客機”飛船的故障原因,敲定“星際客機”機組人員的返航計劃。聲明補充説,目前還未就“星際客機”返航做出任何決定。
據報道,最新的測試數據在NASA內部引發了爭論和分歧,即冒險使用“星際客機”,還是改用“龍”飛船接回宇航員。NASA一直同SpaceX保持接觸,討論在未來發射的“龍”飛船中為威爾莫爾和威廉姆斯預留兩個空位。據美聯社報道,NASA商業載人項目負責人史蒂夫·斯蒂克兩週前表示,搭乘本次推遲發射的“龍”飛船返航是備選方案之一。波音公司發言人表示,如果NASA決定啓用“龍”飛船,波音將“採取必要措施,配置‘星際客機’在無人狀態下返航”。
過去幾周,波音公司在地面和太空同時開展推進器測試,以查找“星際客機”與國際空間站對接時部分推進器失靈的原因。失靈的5個推進器已有4個重新被激活。上週晚些時候,波音公司談到正在進行的測試時表示,公司仍對“星際客機”有信心,相信它有能力與機組人員一同安全返回地球。
大堡礁海域温度飆升,達400年來最高水平
8月7日發表於Nature的一項研究顯示,澳大利亞大堡礁海域表面温度已達400年來最高水平,海水温度升高和大規模珊瑚白化事件將對大堡礁生態系統構成“生存威脅”。
研究人員通過分析大堡礁海域的珊瑚骨骼樣本,重建了1618年至1995年的海表温度數據,結合1900年至2024年海表温度記錄進行研究。結果顯示,在1900年前,海表温度相對穩定;但從1900年到2024年,1月至3月的海表温度平均每10年升高0.09℃;且升温速度呈加快趨勢,如果只看1960年至2024年,升温速度來到了每10年升高0.12℃;到2024年,1月至3月的海表温度已比1900年前的參考值高出1.73℃,升至400年來的最高水平。
觀測顯示,僅在過去9年間,海水高温已在大堡礁造成5次大規模珊瑚白化。在出現大規模珊瑚白化的2016年、2017年、2020年、2022年和2024年,1月至3月的海表温度為1618年以來最高。研究人員認為,如果人類活動導致的氣候變化不能得到及時應對,大堡礁可能會面臨災難性後果。論文作者Benjamin J. Henley表示:“我認為在20年至30年後,大堡礁很可能會變成一個完全不同的地方。”
大堡礁是澳大利亞東北海岸外一系列珊瑚島礁的總稱。它全長2000多公里,是世界上最大的珊瑚礁羣,也是地球上最複雜的自然生態系統之一。當海洋温度過高時,珊瑚會吐出生活在其組織中、為其提供顏色和大部分能量的藻類,這樣一來,珊瑚就會呈現白色,稱為“白化”。如果海洋温度不能恢復正常,珊瑚會大量死亡,進而威脅到依賴珊瑚的物種和食物鏈。由於反覆白化,大堡礁結構正在發生根本性轉變。
相關論文:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07672-x
2024年度狄拉克獎揭曉
當地時間8月8日,2024年度狄拉克獎在意大利裏雅斯特揭曉。國際理論物理中心(ICTP)將獎項頒予四位物理學家,分別是阿根廷學者Horacio Casini和Marina Huerta,日本學者笠真生(Shinsei Ryu)和高柳匡(Tadashi Takayanagi),以表彰他們“為理解引力和量子場論中的量子熵做出的開創性貢獻”。
左起:Horacio Casini(阿根廷巴里洛切原子中心)、Marina Huerta(阿根廷巴里洛切原子中心)、笠真生(美國普林斯頓大學)、高柳匡(日本京都大學)| ICTP
2024年狄拉克獎旨在獎勵將物理學的兩個方面——量子力學和引力結合在一起的研究,半個多世紀以來,這兩個方面的統一描述一直是理論物理學家孜孜以求的“聖盃”。ICTP主任Atish Dabholkar表示:“2024年狄拉克獎得主為我們理解量子糾纏的不同方面做出了開創性貢獻。笠真生和高柳匡的工作揭示了量子力學、信息論與時空幾何、引力之間迷人而深刻的聯繫。Casini和Huerta利用量子糾纏熵的性質,得出了關於量子場論結構的重要普適結果。”
量子熵(馮·諾依曼熵)是量子態相關信息量的度量。考慮處於純態的大系統的子系統時,它也被稱為“糾纏熵”。2006年,笠真生和高柳匡開創性地提出,邊界場論的糾纏熵可以由時空中極小曲面的面積描述。其與著名的貝肯斯坦-霍金方程(黑洞具有正比於其視界面積的熵)類似,但並不相同。該結果現在一般稱為Ryu-Takayanagi(RT)公式,對闡明黑洞和全息的許多問題產生了深遠影響,在強相互作用系統中也有重要應用。
Casini和Huerta研究了量子場論中量子熵的各個方面,特別是子區域的熵,並將這些結果應用於重正化羣流的研究。在1+1維下,他們證明了區間的熵在重正化羣流下單調遞減,為著名的c定理(c-theorem)提供了另一種證明。他們還將其推廣到2+1維場論,證明了2+1維子區域中圓形子區域的熵在重正化羣流下遞減。Casini及其合作者進一步將這些想法推廣到了3+1維。此外,Casini利用量子相對熵的性質,給出了量子場論框架下貝肯斯坦上限(Bekenstein bound)的一個精確表述和優雅證明。
狄拉克獎是ICTP在1985年為紀念英國物理學家狄拉克而設置的年度性獎項。它是理論和數學物理領域的最高榮譽,不授予前諾貝爾獎、菲爾茲獎和沃爾夫獎得主。有趣的是,多位狄拉克獎得主卻在日後獲得了諾貝爾獎。
來源:https://www.ictp.it/news/2024/8/ictp-announces-2024-dirac-medallists
中國版“星鏈”首批組網衞星升空入軌
北京時間8月6日14時42分,中國版“星鏈”計劃——“千帆星座(G60星鏈)”首批商業組網衞星以“一箭18星”升空入軌,發射任務取得圓滿成功。未來,“千帆星座”將面向普通大眾通信需求,在全球範圍內提供低延時、高速率及高可靠性的衞星(寬帶)互聯網服務。此次發射被認為是中國版“星鏈”批量發射的首秀。業內人士認為,這是我國衞星互聯網發展史上的里程碑。
“千帆星座”是我國規劃的低軌衞星互聯網星座。低軌衞星是指在距離地球表面約160公里到2000公里之間軌道上運行的衞星。這些衞星因其較低的軌道高度,具有傳輸時延小、鏈路損耗低等特點,非常適合發展衞星互聯網業務(即以衞星為接入手段的互聯網寬帶服務模式)。低軌衞星軌道與頻段資源容量有限,因此國際上有“先登先佔”的不成文規則。
“千帆星座”將採用多層、多軌道、分階段實施的星座設計。今年計劃發射108顆星,2025年底實現648顆衞星提供區域網絡覆蓋,2027年底提供全球網絡覆蓋,到2030年底,“千帆星座”將完成超1.5萬顆低軌衞星的互聯網組網。據介紹,規劃有兩個階段,第一個階段是1296顆星,軌道高度約1000多公里,具備全球範圍的互聯和完整覆蓋能力,可以提供全方位多樣化的商業服務。第二階段,衞星軌道高度將會降到300公里、500公里,提供手機直連、寬窄帶物聯網等高級應用服務。屆時,無論身處深山荒漠、遠洋高空,只要有一部手機,就能隨時上網,不用擔心與世界“斷聯”。
目前,傳統的陸地移動通信服務僅覆蓋了不足6%的地表面積,受固有特性限制,要實現陸地基站全面鋪設成本過高,而低軌衞星星座可全球覆蓋,實現對偏遠區域、海洋等的網絡補充,也能在救災搶險等緊急情況下發揮作用。此外,“千帆星座”單顆衞星重量不到0.3噸(傳統通訊衞星重量在1噸左右),在軌壽命可達7年,能夠在軌自主健康管理、故障處置。到無法工作時,衞星還會自主推離軌道,待下一批衞星來補全星座。(中國科學院微小衞星創新研究院,央視網,文匯網)
微波爐裏,住着極端微生物
極端微生物能夠在最惡劣的環境下生存甚至繁衍,比如海底熱泉的襲人灼熱、南極冰層的徹骨深寒,以及地殼的層層重壓。然而,在更為日常的環境中,科學家也發現了它們的身影——比如説,微波爐。
一個常見的誤解是,微波爐會通過輻射加熱徹底殺滅爐腔內的致病菌,事實並非如此。研究人員對30台微波爐進行採樣,這些微波爐來自家用、辦公室公用和實驗室加熱樣品三種不同的使用場景。
通過實驗室培養和DNA測序,研究人員測定微生物的種類和基因多樣性,從微波爐爐腔內分離出101種細菌。其中,優勢細菌屬包括葡萄球菌屬、微球菌屬和芽孢桿菌屬,它們常見於人體膚表和日常接觸的物品表面;家用微波爐還分離出了克雷伯菌屬和短波單胞菌屬等食源性致病菌。三種使用場景中,實驗室微波爐的微生物羣落結構最為多樣,且抗輻射、乾燥和高温的極端微生物含量也明顯更豐富。研究人員認為,這是由於實驗室微波爐的環境更為“極端”——與食物相比,化學試劑和生物樣品通常需要更長的加熱時間。選擇壓力的區別(如人體接觸、養分有效性、輻射水平)導致了不同使用場景下微波爐的微生物組差異。
基於屬分類水平,三種場景微波爐中細菌含量差異性比較。左起:實驗室、家用、公用 | Frontiers in Microbiology
研究人員表示,還需進一步研究,以瞭解微波爐中的微生物是如何適應選擇壓力的。此外,極端微生物可能會在反覆輻射過程中演化並篩選出來,這具有潛在的生物技術應用價值。而對大眾來説,這項研究的意義更為簡單明確:雖然微波爐不是什麼“萬菌之源”,但也並非全然純淨。研究人員建議,要經常清潔家中微波爐,以消除可能的污染。相關論文8月8日發表於Frontiers in Microbiology。
相關論文:https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1395751
少糖飲食,能讓身體更年輕
一項來自美國加州大學舊金山分校的研究顯示,遵循富含維生素和礦物質的飲食,尤其是不添加太多糖的飲食,與細胞水平上生物年齡更年輕相關。
該橫斷面研究納入342名女性(171名黑人,171名白人),參與者平均年齡為39歲,每天攝入的添加糖從2.7克至316克不等,平均每天攝入量為61.5克。一塊牛奶巧克力含有約25克添加糖,而一罐350毫升的可樂含有約39克添加糖。美國食品藥物監督管理局(FDA)建議,成年人每天攝入的添加糖不超過50克。
研究人員研究了三種不同的健康飲食方式如何影響“表觀遺傳時鐘”(一種可以估算健康和壽命的生化測試)。結果發現,人們吃得越健康,細胞看起來就越年輕。其中,堅持地中海飲食與較低的表觀遺傳年齡相關性最強。研究還發現,即使飲食健康,人們攝入的每1克添加糖也與表觀遺傳年齡的增加相關。
這項研究有助於加深人們對於糖與健康之間關係的理解。研究人員表示,表觀遺傳模式似乎是可逆的,如果堅持每天減少攝入10克添加糖,可能相當於將表觀遺傳時鐘逆轉2.4個月。相關論文7月29日發表於JAMA Network Open。(科技日報)
相關論文:https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2821611
歐盟《人工智能法案》正式生效
歐盟《人工智能法案》8月1日起正式生效。該法案是全球首部全面監管人工智能的法規,標誌着歐盟在規範人工智能應用方面邁出重要一步。法案規定,聊天機器人等人工智能系統必須明確告知用户他們在與機器互動,人工智能技術提供商必須確保合成的音頻、視頻、文本和圖像內容能夠被檢測為人工智能生成的內容。此外法案還規定,禁止使用被認為對用户基本權利構成明顯威脅的人工智能系統。對有違規行為的企業,歐盟最高將對其處以全球年營業額7%的罰款。
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