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[翁荣弟]《自然》发布2020年值得关注的十大科学事件

2019-12-23 21:34:58

12月20日,《自然》杂志发布了2020年值得关注的十大科学事件,其中提到了明年火星探测将迎来空前热闹时刻;继今年4月首张黑洞照片被曝光后,一波有关银河系中心黑洞照片将来袭……

2020火星年

随着多个国家参与到火星探测任务中来,2020年将成为火星年。

明年7月,美国最新一艘飞往火星的飞船“火星2020”将要发射升空,预计一年后在火星着陆;它将寻找火星上微生物生命的迹象,并收集火星上的样本返回地球,为人类未来探索这个红色星球披荆斩棘。

今年11月,中国火星探测任务首次公开亮相,中国首次火星探测任务计划于2020年择机实施,目标是通过一次发射任务,实现火星环绕和着陆巡视,开展火星全球性和综合性探测,并对火星表面重点地区精细巡视勘查。

明年,欧洲航天局的漫游者将搭乘俄罗斯宇宙飞船飞向火星,它将在火星表面寻找生命迹象,使用钻头收集样本,并用新一代仪器进行分析。此外,阿拉伯联合酋长国将发射一颗轨道飞行器,这是阿拉伯国家首次执行火星任务。

银河系中心黑洞照片将被公布

2019年4月,视界望远镜公布了首张黑洞图片引发全球轰动。该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。其实该组织当时除了在观测M87中心的黑洞外,还观测了银河系中心的黑洞人马座A*,但由于银河系中心黑洞的数据比较难处理,所以当时只公布了星系M87中心的黑洞照片。

而明年,有关银河系中心黑洞的照片将被公布,可能包括一组照片。此外,研究人员通过位于智利沙漠的阿塔卡马大型毫米波阵望远镜(ALMA)看到银河系中心超大质量黑洞周围出现了较冷气体盘。

大型对撞机

世界上最大的粒子物理研究中心欧洲核子研究中心(CERN)希望2020年能为未来的大型对撞机筹集资金。这个位于日内瓦的粒子物理实验室心将于明年5月在布达佩斯召开理事会特别会议。在该会议上,委员会将决定“欧洲粒子物理策略”更新部分的计划。CERN的建议包括未来对撞机的选择名单。该实验室希望建造一台长达100公里的机器,其功率可能是大型强子对撞机(Large Hadron Collider)的六倍,成本高达210亿欧元。

在美国伊利诺伊州芝加哥附近的费米国家加速器实验室(Fermi National Accelerator Laboratory)将公布人们期待已久的Muon g-2实验结果,该实验是对μ子在磁场中行为的一种高精度测量。 物理学家希望轻微的异常现象可以揭示出以前未知的基本粒子。

合成酵母

酵母菌广泛应用于人类生活,比如制作面包、酿造啤酒、合成青蒿素等,改造酵母菌特性将催生更符合人类需求的产品。

bet36最新体育网址合成生物学家重建酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的雄心勃勃的努力将于2020年完成。研究人员已经完全取代了以往过于简单的生物遗传密码——例如支原体分枝杆菌——但在酵母细胞中进行这项工作更具挑战性,因为它们的复杂性。这项名为“合成酵母2.0”的研究是由来自四大洲的15个实验室合作完成的。研究小组已经用合成的DNA片段分别替换了酿酒酵母16条染色体。他们还尝试重组和编辑基因组——或删除基因组的一部分——从而了解有机体是如何进化的,以及它是如何应对突变的。研究人员希望,合成酵母细胞将以更有效和更灵活的方式参与到产品生产中。

《巴黎协定》迎来关键时刻

明年8月,联合国环境规划署将发布一份关于地球工程科学和技术方面的重要报告,其中涉及的方法可用于应对气候变化。这些方法包括从大气中吸收二氧化碳以及阻挡阳光。同样在2020年,国际海底管理局将发布我们期待已久的法规,使海底采矿合法化。但科学家们忧虑的是,这种行为将对海洋生态系统带来怎样的危害,以及对已经承受重压的环境可能造成怎样的灾难性影响,还不够清楚。

有关气候方面的重大事件将于11月在英国格拉斯哥召开的COP26气候大会上公布,届时将迎来《巴黎协定》的关键时刻。根据2015年的协议,各国必须提出最新的温室气体减排目标,以帮助将全球变暖控制在2摄氏度以内。但大多数国家在兑现承诺方面行动迟缓,此外预计美国将在该月正式推出该协议。

美国大选将对气候产生重大影响

白宫和美国国会将在11月展开争夺战,其结果可能会对科学,尤其是气候产生重大影响。 唐纳德·特朗普总统如果连任将继续推翻上一任总统的气候政策,并将在大选后的第二天正式退出《巴黎协定》。

人兽杂交胚胎

随着研究人员在这项充满伦理意味的技术上取得进展,在其他动物身上为人类培育替代器官的梦想有望实现。东京大学的干细胞科学家Hiromitsu Nakauchi计划在小鼠和大鼠胚胎中培育人类细胞组织。然后,他将把这些杂交胚胎移植到受体动物体内,这一行为直到今年3月才获日本法律允许。Nakauchi和他的合作者也用猪胚胎进行了类似的实验。这类研究的最终目标是培育出能够最终移植到人体内的器官。但一些研究人员认为,在实验室里培养“类器官”更安全、也更有效。

消除蚊媒传染病

在此前美国热带医学和卫生学年会上报道说,感染了沃尔巴克氏菌(Wolbachia)并释放到野外的埃及伊蚊,可以抑制登革热病毒从昆虫到人的传播,使得人类登革热感染的急剧减少。在印度尼西亚,越南,巴西和澳大利亚部署了感染了沃尔巴克氏菌(Wolbachia)的埃及伊蚊并观察到上述结果。之后,在印度尼西亚日惹市进行了一次重大测试,该实验将在明年得出结果。

此外,疫苗也是对抗蚊媒传染病的重要手段。2020年初,一种能够对疟疾提供100%防护的疟疾疫苗将首次在赤道几内亚海岸外的比奥科岛实施。世界卫生组织希望到2020年消除昏睡病或非洲锥虫病这一公共卫生问题。

高温超导

超导,是指某些材料在温度降低到某一临界温度,或超导转变温度以下时,电阻突然消失的现象。但现在物理学家希望创造出一种在室温超导体,尽管目前,这种超导材料只能在数百万千帕的压力下起作用。继成功研制出名为lanthanum ‘superhydrides’的化合物后--该化合物在2018年打破了所有超导温度记录,研究人员希望合成yttrium superhydrides,它们可在高达53 °C的温度下超导。

固态能源

钙钛矿也可用来制作太阳能电池的替代材料,它在太阳能电池方面的应用,不仅转换效率有明显优势,制作工艺也相对简单。因此,更便宜、更容易制造的钙钛矿太阳能电池,很有可能改变整个太阳能电池的格局。

能源行业可能会在明年7月的东京奥运会期间取得另一个里程碑,届时丰田汽车有望推出首款由“固态”锂离子电池驱动的汽车原型。 这些用固态材料代替了将电池内部电极分开的液体,从而增加了可存储的能量。固体电解质电池使用寿命更长,但充电速度往往比较慢。

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