新華社二月國外科技新動態(tài)匯總（二）
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2018-2-8 青野云麓
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新發(fā)現(xiàn)顛覆宇宙演化標準模型
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在整個宇宙中，無數(shù)個小星系圍繞著更大的宿主星系旋轉——我們所在的銀河系便至少有幾十個這樣的追隨者，并且理論預測它們應該是隨機運動的。然而一項新的研究揭示了一組嬰兒星系就像旋轉木馬般整齊地圍繞著宿主星系旋轉。
一個國際天文學研究團隊最近發(fā)現(xiàn)，距離地球約1200萬光年的半人馬座A星系周圍的微小星系在一個令人驚訝的平面上運行，而不是位于一個隨機的球體中。如果這還不足夠讓你感到奇怪的話，這項新的研究表明，其中的大多數(shù)星系都是在朝著同一個方向運轉。
這一發(fā)現(xiàn)對一種解釋宇宙演化的標準模型提出挑戰(zhàn)。
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瑞士巴塞爾大學天文學家Oliver Muller和美國及澳大利亞等國的同事篩選了一個包含有數(shù)百個星系的測量數(shù)據(jù)目錄，從而確定了在半人馬座A星系周圍的16個衛(wèi)星星系的速度和位置。他們發(fā)現(xiàn)，在圍繞半人馬座A星系旋轉的這16個衛(wèi)星星系中，有14個分布在垂直于母星系的一個平面上，并且其中有一半的星系朝著地球運轉，而另一半星系則遠離地球運轉。
研究人員在2月1日出版的美國《科學》雜志上報告稱，這意味著這些衛(wèi)星星系幾乎都在沿著同一個方向轉動。而這與一種被稱為“拉姆達—冷暗物質模型”的標準模型不符。
這一標準模型理論假定，衛(wèi)星星系應隨機分布在母星系周圍，并向各個方向運動。這一模型可對宇宙微波背景輻射、宇宙大尺度結構及宇宙加速膨脹做出簡單、合理的解釋。
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此外，天文學家發(fā)現(xiàn)，環(huán)繞銀河系和我們最近的鄰居——仙女座星系的小星系似乎也在同一個平面內沿著相同的方向旋轉。它們的衛(wèi)星星系在垂直于母星系的一個平面上同步旋轉，而這也不符合“拉姆達—冷暗物質模型”這一標準模型。
星系形成的理論模型之前曾認為，其他星系中只有大約不到0.5%的衛(wèi)星星系會呈現(xiàn)這種特點。研究人員推測，這些由小星系構成的平面可能是大型星系之間在遠古發(fā)生碰撞后的產(chǎn)物。
新發(fā)現(xiàn)的半人馬座A星系衛(wèi)星星系的分布方式再次挑戰(zhàn)了上述標準模型。銀河系和仙女座星系是螺旋星系，半人馬座A星系則兼具橢圓星系和螺旋星系的特征。研究人員據(jù)此認為，在半人馬座A星系發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星星系垂直分布在同一平面，說明這一分布方式或許并非統(tǒng)計異常，而可能是一種廣泛存在的現(xiàn)象。
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矮星系鄰居 存有機分子
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? 研究鄰近一個矮星系的天文學家發(fā)現(xiàn)了大量的有機分子，這表明生命的基本化學構建模塊可以在比太陽系更原始的地方形成。
由碳和氧、氫等其他元素組成的復雜有機分子在銀河系中非常普遍，但并不確定它們是否會在一些特定的矮星系中產(chǎn)生，比如與太陽系鄰近的大麥哲倫星云。這個星云產(chǎn)生恒星的過程非常緩慢，因此其化學成分與銀河系相比更加原始，而那里碳、氧等元素也相對稀少。
于是，天文學家利用射電望遠鏡——阿塔卡瑪大型毫米波/亞毫米波陣列望遠鏡(ALMA)，在距離地球約16萬光年的大麥哲倫星系中尋找有機分子。
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在大麥哲倫星云的兩個恒星形成區(qū)域中，ALMA接收到來自3種復雜有機分子的信號，其中包括二甲醚和甲酸甲酯，這兩種有機分子以前尚未在太陽系以外的星系發(fā)現(xiàn)過。
研究人員在近日發(fā)表于《天體物理學快報》的一篇文章中寫道，大麥哲倫星云中的化學成分類似于早期宇宙，因此，分析我們的鄰居星系有助于天文學家描繪出一幅關于宇宙化學物質如何演化的更清晰圖像。
研究人員最近的發(fā)現(xiàn)表明，生命的化學基礎可能在宇宙相當年輕的時候就形成了。
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卵子中一種蛋白質可能與不孕相關
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科學家2月5日在美國《發(fā)展細胞》雜志上發(fā)表報告說，雌性小鼠卵子中的一種蛋白質決定了它能否生育，人類也擁有這種蛋白質，這有望為一些女性不孕找到原因。
研究人員培育了10只卵子中缺少L2蛋白的小鼠和10只正常小鼠。6個月里正常小鼠組共生育約60只鼠崽，而缺少L2蛋白的小鼠組則無法生育。缺少L2蛋白的小鼠卵子看起來正常，卻無法受精。
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研究人員發(fā)現(xiàn)，卵子中的L2蛋白負責在卵子發(fā)育的最終階段終止脫氧核糖核酸(DNA)被轉錄為信使核糖核酸(mRNA)，讓卵子“安靜”地等待受孕，這一過程被稱為“全局轉錄沉默”。但如果缺少L2蛋白，該過程則不會被“叫?！保炎右簿蜔o法受精并發(fā)育成胚胎。
論文作者、美國加利福尼亞大學圣迭戈分校助理教授海迪·庫克—安德森說，臨床中許多夫婦所有檢查都顯示正常，很難找到不孕的原因，該研究提供了一條線索?！霸S多研究小組從細胞內基因被激活的角度看待基因調控，現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)基因被關閉也同樣重要”。
研究團隊將進一步研究確認缺少L2蛋白是否會導致人類不孕。
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新技術超越全息圖展示三維動態(tài)
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? 最近發(fā)表于《自然》的一項成果介紹了一種可以“憑空”產(chǎn)生三維雕刻動態(tài)圖像的技術。這種圖像可以和相同物理空間內的實體共存，是目前全息技術無法實現(xiàn)的。
三維動態(tài)圖像一直是科幻小說里的東西。三維現(xiàn)象一般通過光的控制來實現(xiàn)，但是現(xiàn)有的方法存在局限，如視角窄、需要佩戴特殊的觀看裝置。
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美國猶他州楊百翰大學的Daniel Smalley和同事設計了一種自由空間立體顯示平臺——光學陷阱顯示(OTD)，三維物體通過它可以在實體空間中再現(xiàn)，而且不用佩戴任何眼鏡，就能從任何角度觀看。一個近乎不可見的光場捕獲和移動小粒子穿過一個空間。在粒子移動的過程中，利用紅色、綠色和藍色激光進行照射，映射出物體表面，使之成像。當粒子移動速度足夠快時，就會產(chǎn)生三維立體圖像，并且色域大、精細度高。速度再快一點，成像的物體看起來就像在動。
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新材料可更好存儲甲烷
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甲烷是天然氣的主要成分，但常規(guī)條件下甲烷因較難存儲而造成運輸和使用成本大幅上升。英國劍橋大學等機構的研究人員開發(fā)出一種新型材料，能使單位體積內甲烷存儲量大幅提升50%，遠優(yōu)于現(xiàn)有材料。
存儲甲烷的傳統(tǒng)方法是在250個大氣壓下將其壓縮，許多科學家致力開發(fā)多孔吸附材料，使甲烷可在較低壓強狀態(tài)下存儲。美國能源部2012年設定的一個研究目標是，在室溫和65個大氣壓下能將263立方厘米甲烷壓縮存儲到1立方厘米的材料中，但現(xiàn)有材料的吸附能力還遠低于這一目標。
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劍橋大學研究人員在《自然—材料》期刊上發(fā)表報告說，成功合成了一種被稱作塊體金屬有機框架的新材料。報告第一作者、劍橋大學博士生田天告訴新華社記者，這種新材料能實現(xiàn)在每立方厘米中壓縮存儲259立方厘米甲烷，與此前最好材料相比存儲能力提升了50%，已非常接近美國能源部的目標。
研究人員表示，這種新材料不僅能用于存儲甲烷，還可存儲二氧化碳、氨氣等小分子氣體。
此外，相比同類材料，這種塊體金屬有機框架的力學性能還提升了130%，比原有材料更硬、更適于實際應用。
鑒于新材料的優(yōu)勢，目前研究團隊已成立一家公司，致力于把這項成果推向實際應用。如果新材料實現(xiàn)量產(chǎn)，預計可為全球天然氣運輸每年節(jié)省千億英鎊(1英鎊約合1.4美元)的成本。
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