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問(wèn)專(zhuān)家

2021-01-03 04:54:52
科學(xué)之謎 2021年10期
關(guān)鍵詞:卷心菜抗菌肽星系

嚴(yán)格來(lái)說(shuō),鳥(niǎo)類(lèi)排出的白色物體是糞便和尿酸的混合物,白色的部分主要是從腎臟排出的尿酸。與哺乳動(dòng)物不同,鳥(niǎo)類(lèi)不以可溶性尿素的形式排出蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物,而是以尿酸的形式排出。這些尿酸只是少量可溶,因此看起來(lái)是白色糊狀物。

鳥(niǎo)類(lèi)通過(guò)泄殖腔排泄、排尿、產(chǎn)卵和交配,因此它們體內(nèi)的尿酸會(huì)從腎臟進(jìn)入泄殖腔,然后排出體外。而糞便往往會(huì)先產(chǎn)生,然后被尿酸覆蓋,這就是為什么我們看到鳥(niǎo)的排泄物是白色的原因。

英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)斯蒂芬·弗萊

理論上,當(dāng)星系合并時(shí),新的恒星形成的速度更快,形成的新恒星也更多。這在現(xiàn)實(shí)中就有例子,距離地球約4500萬(wàn)光年的天線(xiàn)星系是兩個(gè)正在合并的星系,在那里正快速形成恒星。

但是,在過(guò)去幾年里,天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在合并星系和非合并星系中,恒星形成的數(shù)量差異并不大,平均而言,合并星系的恒星形成率比非合并星系多20%,但并非所有的合并星系的恒星形成率都高于非合并星系。對(duì)此,天文學(xué)家提出了可能的解釋。

合并星系中包含的氣體多少?zèng)Q定了恒星形成的數(shù)量。當(dāng)大部分氣體已經(jīng)坍縮時(shí),就沒(méi)有剩下多少“原材料”以供形成新的恒星。據(jù)觀測(cè),一些非常古老和巨大的星系合并時(shí)就形成較少的恒星,年輕星系合并則形成更多的恒星。另外,一些科學(xué)家認(rèn)為,恒星的形成速率只會(huì)在兩個(gè)星系合并的特定時(shí)間段增加,而我們觀測(cè)到的只是合并星系某個(gè)隨機(jī)時(shí)間段的情況,因此會(huì)觀察到有些合并星系有更多的恒星形成,有些則更少。

美國(guó)康奈爾大學(xué)博士盧卡斯·溫茲爾

加熱水和大喊都需要能量。當(dāng)你大聲喊叫的時(shí)候,體內(nèi)儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成活躍的聲能。能量不會(huì)消失,而是會(huì)轉(zhuǎn)移到其他地方。因此從理論上來(lái)說(shuō),如果你是對(duì)著水大聲喊叫,那么聲音的能量會(huì)轉(zhuǎn)移到水中,從而將它加熱。

不過(guò),聲音攜帶的能量相對(duì)較低,人類(lèi)的平均吼叫強(qiáng)度大約為80分貝,所產(chǎn)生的能量大約是0.001瓦,點(diǎn)亮一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的100瓦燈泡所需要的能量是它的10萬(wàn)倍左右。如果你將這個(gè)能量集中在一杯約0.25升的水上,持續(xù)1秒鐘的叫喊大約可以使水溫升高0.000095℃。

而要回答這個(gè)問(wèn)題,我們需要做兩個(gè)假設(shè),一個(gè)是喊叫的聲音的能量完全轉(zhuǎn)移到水中,并且水的熱量完全不會(huì)流失。另一個(gè)假設(shè)是設(shè)原始水溫和加熱的目標(biāo)水溫,在這里我們假設(shè)這兩個(gè)溫度分別為30℃和80℃。那么,通過(guò)公式計(jì)算可得,水溫從30℃升到80℃需要大約52000焦耳的能量,需要喊叫52000000秒(即601天20小時(shí)26分40秒)才能加熱到目標(biāo)溫度。

美國(guó)科普作家賽琳娜·勞特利

科學(xué)家用“史瓦西半徑”來(lái)描述黑洞的大小,史瓦西半徑指的是黑洞的引力大到連光都無(wú)法逃脫的半徑。一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則是,當(dāng)黑洞的質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的M倍時(shí),其半徑為3M千米。因此一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞,史瓦西半徑大約為3千米。粗略估算一下,假設(shè)黑洞的影響在史瓦西半徑的1000倍左右變得微不足道,那么在距離一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量大小的黑洞3000千米左右的地方,這個(gè)黑洞的影響力應(yīng)該就很微弱了。這個(gè)距離小于太陽(yáng)與地球的距離,因此如果太陽(yáng)是一個(gè)黑洞,那么地球軌道也不會(huì)因?yàn)樗l(fā)生改變。

讓我們來(lái)說(shuō)說(shuō)超大質(zhì)量黑洞,在銀河系中心就有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞,它的質(zhì)量大約是太陽(yáng)質(zhì)量的1000萬(wàn)倍,因此通過(guò)計(jì)算可以得知,它的史瓦西半徑大約是3000萬(wàn)千米,廣義相對(duì)論效應(yīng)在300億千米的范圍內(nèi)才有效?,F(xiàn)在,太陽(yáng)系大約有60億千米寬,銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞可以容納大約5個(gè)太陽(yáng)系。而銀河系的質(zhì)量大約為1000億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量,大約有2000億顆像太陽(yáng)系這樣的恒星,整個(gè)銀河系的直徑有10萬(wàn)光年,因此這個(gè)超大質(zhì)量黑洞在銀河系中的影響是有限的??梢哉f(shuō),黑洞不可能是星系旋轉(zhuǎn)的來(lái)源——它們太小了,而且離大多數(shù)恒星太遠(yuǎn)了。

加拿大皇家軍事學(xué)院和皇后大學(xué)教授克里斯汀·斯佩肯斯

我們?nèi)粘J秤玫木硇牟舜蟛糠秩~片是內(nèi)卷的,從外形上看,它既不利于授粉,也不利于光合作用,但是它一直在人們的餐桌上占有一席之地,其中一個(gè)重要的原因或許可以說(shuō)是人類(lèi)希望它存在。

卷心菜在公元前1000年之前在歐洲被馴化的。經(jīng)過(guò)人類(lèi)的馴化,卷心菜具備了存在的優(yōu)勢(shì)。一方面最外層老葉片對(duì)內(nèi)部的嫩葉起到了保護(hù)作用,這種蔬菜能為人類(lèi)提供更多更甜更易消化的嫩葉。另一方面,卷心菜適應(yīng)性很強(qiáng),既耐寒又耐熱,可種植范圍比較大。而且卷心菜采摘后還可長(zhǎng)期保存。

而事實(shí)上,卷心菜的形狀并不會(huì)影響光合作用,種在地里的卷心菜也有一些展開(kāi)的綠色葉片,這些綠葉的光合作用能為整棵植株提供能量。此外,用于食用的卷心菜是在較嫩的時(shí)候采摘的,如果卷心菜足夠老了,它的葉片也會(huì)展開(kāi),而不是內(nèi)卷狀。卷心菜在足夠老時(shí)才會(huì)開(kāi)花,因此卷心菜的外形也不會(huì)影響它授粉。

澳大利亞科普作家簡(jiǎn)·霍頓

其實(shí)不是每個(gè)人在剛醒來(lái)時(shí)都很難握緊拳頭,只是大部分人會(huì)有這樣的體驗(yàn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),剛醒來(lái)時(shí)很難握緊拳頭,是因?yàn)槭植考∪庵械碾娊赓|(zhì)含量不足。

肌肉收縮需要兩個(gè)基本成分——神經(jīng)脈沖(或來(lái)自附近神經(jīng)的電信號(hào))和電解質(zhì)。電解質(zhì)是溶解在液體中攜帶電荷的礦物。常見(jiàn)的電解質(zhì)有鉀、鈣、鈉和碳酸氫鹽。肌肉需要鈣、鉀和鈉來(lái)收縮。當(dāng)我們睡覺(jué)時(shí),身體會(huì)放松下來(lái),心率會(huì)下降,流向四肢的血液減少,流向四肢的電解質(zhì)也自然減少。當(dāng)我們醒來(lái)時(shí),所有的系統(tǒng)會(huì)恢復(fù)工作,但那些在睡覺(jué)時(shí)獲得更少電解質(zhì)的部位,比如四肢需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)獲得足夠的電解質(zhì)才能完全恢復(fù)工作,因此當(dāng)我們剛醒來(lái)時(shí),手會(huì)顯得沒(méi)那么有力氣,很難握緊。如果我們不是自然醒,那么這種現(xiàn)象會(huì)更明顯。

當(dāng)然,如果一個(gè)人從來(lái)沒(méi)有過(guò)這種體驗(yàn),突然某天醒來(lái)發(fā)現(xiàn)手沒(méi)力,或者這種情況隨時(shí)間推移變得明顯,那么就要警惕可能患上了某種疾病。

澳大利亞神經(jīng)科學(xué)研究所研究員吉姆·努佐

蠅蛆對(duì)腐肉中的細(xì)菌及其毒素免疫,很大一個(gè)原因是因?yàn)樗鼈兡墚a(chǎn)生對(duì)抗腐肉中有害細(xì)菌的抗菌肽。

抗菌肽是生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中為適應(yīng)環(huán)境而產(chǎn)生的一類(lèi)免疫活性分子。科學(xué)家在地球上所有的生命類(lèi)別中都發(fā)現(xiàn)了抗菌肽,只是不同的物種、不同類(lèi)別的生命體內(nèi)的抗菌肽不相同。抗菌肽在生物體內(nèi)能直接殺死病原菌,還能作為免疫效應(yīng)分子幫助啟動(dòng)、調(diào)節(jié)宿主免疫防御系統(tǒng),比如抑制細(xì)菌產(chǎn)物誘導(dǎo)產(chǎn)生對(duì)宿主有害的細(xì)胞因子,避免內(nèi)毒素血癥的發(fā)生等。

人體中雖然也有抗菌肽,但是在進(jìn)化過(guò)程中,人類(lèi)學(xué)會(huì)了烹煮肉食,使其更易于消化,烹煮的過(guò)程也能殺死肉中的細(xì)菌,因此我們的免疫系統(tǒng)沒(méi)有機(jī)會(huì)進(jìn)化出抵抗腐肉中的細(xì)菌的能力。如今,科學(xué)家們通過(guò)研究,在利用天然抗菌肽的同時(shí),也在利用科技手段,比如計(jì)算機(jī)算法,研發(fā)人工抗菌肽,它們將幫助人類(lèi)對(duì)抗耐藥細(xì)菌。

英國(guó)科普作家薩姆·巴克頓

食草類(lèi)恐龍放屁會(huì)影響大氣,比如體型龐大的蜥腳類(lèi)恐龍。在一項(xiàng)研究中,研究人員估算,蜥腳類(lèi)恐龍繁盛的時(shí)期,它們每年會(huì)向大氣中排放約5.2億噸的甲烷。而甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的25倍左右,蜥腳類(lèi)恐龍排放到大氣中的甲烷量足以使氣溫升高,并可能加速了它們的滅絕。在另一項(xiàng)研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)在蜥腳類(lèi)恐龍漫步在大陸上的時(shí)代,氣溫比現(xiàn)在要高出約10℃。他們認(rèn)為,這很可能就是恐龍放屁的后果。

如今,牲畜放屁、打嗝釋放的溫室氣體量占所有人為溫室氣體排放量的10%以上,盡管現(xiàn)在的牲畜每年排放的甲烷不到恐龍的五分之一,但是這已經(jīng)對(duì)全球氣候變暖起到了“推波助瀾”的作用。

英國(guó)科普作家斯蒂芬·布魯塞特

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