《科学太阳系》是大都会新闻下属的一个科技资讯杂志,专门报道23世纪科技动态以及对一些科学技术进行科普介绍。
一、科学太阳系
《科学太阳系》(Science Solar System)是一个面向公众的23世纪科学媒体杂志,以简单易懂的方式报道科学领域的前沿进展。
封面故事:人工辅助睡眠--美梦成真?
人工辅助睡眠技术早在30年前就已经诞生了。但传统的人工辅助睡眠技术不仅依赖庞大而复杂的设备,还会造成不可忽视的副作用,使其不能完全替代自然睡眠。
在近些年,有科研团队另辟蹊径,通过新的途径实现人工辅助睡眠,并取得了很大的进展。有些项目设备仅有头箍大小,而效果最佳的项目已经在最近的临床实验中,使对象连续长达数个月的维持了超短时间睡眠。不仅如此,其中一个项目还可能帮助使用者非常舒适地快速入睡和定时醒来,并简单地调控梦境。
或许在不久的将来,我们利用人工辅助睡眠,真的可以做到“睡觉十分钟,工作一整天。”
相关作者:那依夫
难得素原理之迷
难得素的奇异特性使其具有制造反重力的神奇能力。但时至今日,科学家依旧不能具体地解释难得素具体原理。本文阐述几个关于其原理的主要观点,并一一探讨其主要依据和不足。
相关作者:本部
“快子”存在吗?
“快子”做为一种能够超越光速的猜想粒子在250多年前被提出。在这250多年里的诸多实验基本可以确定这种粒子不存在。但是,近来一份对于星门的研究结果使得科研人员可能需要重新审视其存在的可能性。
相关作者:本部
人造“硅基”生命
至今为止,我们所发现的一切生命均是碳基生命,硅基生命仅仍存在于设想中。然而,英国的一个科研团队无意间制造出的一种化合物,展现出了与核酸相似的复制特性,有充当硅基生命“基因”的潜力。这或许将改变我们对于生命的认识。
相关作者:本部
社会•技术
辅助睡眠技术缔造高效睡眠(封面故事)
食品调味添加剂在哪些方面改变了我们?
从人造肉到3D打印的代餐饼,如果没有现代食品调味添加剂的话,我们很难接受这些乏味的食物。有研究显示,这些食品调味添加剂不仅改变了我们的食物,还从很大程度上改变了我们的饮食习偏好,甚至是对于食物的态度和习惯。
相关作者:本部
潜入式采氢中的潜在危险
斯拉夫特色的潜入式采氢以其极高的效率而著称 。潜入式采氢在进入木星大气完成采集后将启动引擎冲出,同时制造耀眼的“木星耀斑”。但有研究者指出,这种方式存在着引发土星大气层发生严重灾害的潜在危险。
相关作者:汐奏/曹秘书
从飞船减速回收动能
高速航行的飞船具有着巨大的动能。而在到达目地地减速的过程中,飞船还需要消耗能量来抵消这些动能。如果能够将这些动能加以利用,可以节省大量的燃料。
深港的一个科研团队基于粒子护盾技术研制了一种减速装置,能够在在帮助飞船减速过程中回收动能。
电池能量密度还能进一步提升吗?
虽然无线输电可以解决大部分问题,但我们仍离不开电池。目前,电池能量密度已经达到了一个史无前例的高度,但还远远不能满足能耗日异增加的电子设备,特别是搭载高级人工智能的设备的需要。本文将比较几种前景看好的新型电池思路。
相关作者:本部
二、科普
by 驿宁物理研究所
导航
导航需要两个参数——位置、速度。现有一个雷达和一个飞机,雷达通过向飞机发射并吸收反射回来的电磁波,计算二者之间的距离,即位置(大家在初中高中应该都算过。。。);再通过电磁波频率计算飞机的速度(需要一个复杂的公式。。。)。如此便得到了飞机在一维方向的运动参数,通过至少三台雷达,便可得到三维的,且数量越多越准。
脉冲星
脉冲星又叫“宇宙的灯塔”,是高速旋转的中子星,像探照灯一样随着自转有规律的发出具有方向性的脉冲电磁波,其周期稳定度比氢原子钟还高。目前(2017)已发现两千多个“灯塔”分布在宇宙中
脉冲星导航
在宇宙尺度,地球上所有的雷达之间的距离都太小(相当于聚成一个雷达),精度远远不够,所以就需要脉冲星导航了。至于其原理,你只需把脉冲星想象成雷达+灯塔就好了。脉冲星发出多种射线,一般使用X射线导航,因为其是高能粒子,与射电波相比能实现设备小型化。尽管现在其精度还在10米之外,但在宇宙尺度,这个精度已经足够。
温度的微观实质
在热力学中,从宏观角度定义,温度是表征物体冷热程度的物理量,是决定一个系统是否与其他系统处于热平衡的宏观性质。但从微观角度,温度是直接与构成物体的大量分子的无规则运动的平均平动动能相联系的。可见,宏观上可以观测到的、用温度这个量来表征的物体的冷热程度,实际上反映了物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度。温度的分子动理论的定义:气体的温度是气体内部作无规则运动的大量分子平均平动动能的“量度”。气体温度愈高,气体分子的平均平动动能愈大,分子无规则运动愈剧烈。
惠更斯原理
波动是扰动在空间中的传播,扰动在较多情况下即是指周期性的振动。在同一振源的波场中,扰动同时到达的各点具有相同的相位,这些点的轨迹是一曲面,称为波面。我们考虑在某一时刻t由振源发出的波扰动传播到了波面S,惠更斯提出:S上的每一面元可认为是次波的波源,这些次波面的包络面S'就是t'时刻总扰动的波面。惠更斯原理可以很好的解释反射定律和折射定律。
哈勃定律
在观测中,哈勃发现离我们越远的星星颜色越红。因此诞生了一个猜想:我们的宇宙在膨胀。需要指出的是,这个红移现象不是由多普勒定律产生的。因为多普勒定律是指波源有速度,而哈勃红移被理解为空间的膨胀:直接把波本身“拉长”了。就像在橡皮膜上画的图案在拉伸后会变形一样。
冥王星的发现
1781年,天王星被发现。经过观测,人们发现它的轨道和用牛顿力学算出来的不一样,很奇怪。然后1846年有人指出,它的轨道之所以这么奇怪,是因为还有另一颗行星的引力在干扰它。然后根据计算,人们推算出了那颗行星的轨道并观测到了它。这就是传说中的海王星。然后根据对海王星的观测,发现其实海王星外面还有一颗行星在干扰它的轨道。经过计算和观测,最终发现了冥王星。因此海王星和冥王星有时候也被称为“笔尖上的行星”。
星等
星等是表示星星亮度的一个数值,首先说视星等,顾名思义,就是看到的星星的亮度,古希腊天文学家喜帕恰斯(Hipparchus),把星星的亮度分为6等,人们发现,1等星和6等星的亮度刚好差100倍,于是就确定了一个标准,n等星的亮度是n+1等星的五次根号下100倍,于是就拓宽了星等的范围。举个例子来直观的讲一下星等,1等星及以上全天20颗左右,也就是同时能看见10颗左右,3等的话是100+颗,然后人眼的极限星等6等,再暗就看不到了。但是视星等有个问题,就是越远的星星越暗,因此不能反应星星的客观亮度,因此发明了绝对星等,把星星放在10秒差距以外的地方(10秒差距差不多是30多光年,具体秒差距的定义涉及到周年视运动,我们暂且把秒差距和光年的关系看成公里和英里的关系就好)来观察这个星星,这时看他的视星等就是绝对星等。
折射定律与费马原理
光的折射定律认为入射角与折射角的正弦之比与入射角无关,是一常数。其原因为费马原理:光在任意介质中从一点传播到另一点时,沿所需时间最短的路径传播。这两者有什么关系呢?请看下两张图。