美国留学

今年年初，科学家首次探测到低频引力波，这是黑洞相互进行大幅螺旋运动时碰撞和融合的巨大副产品。就是图中所描绘的这个场景。图片来源：MARK GARLICK，科学图片库作者DINA FINE MARON 科学界又一个辉煌的一年即将结束，天文学家公布了有关宇宙的新发现，生物学家绘制了更清晰的宇宙图景。在地球生命地图中，古生物学家为数百万年前统治地球的恐龙添加了更丰富的细节。人类科学研究的最新成果不断让我们着迷，并揭示出新的谜团等待我们去探索。下面文章将回顾美国《国家地理》在2023年发表的最激动人心的突破。 1、天文学家探测到巨大的时空涟漪。这是科学家首次探测到穿过银河系的低频引力波。这些宇宙涟漪可能是数十亿光年外超大质量黑洞相互作用和融合产生的遥远回声。一个国际研究人员联盟通过测量脉冲星发出的无线电信号的微妙时间变化发现了这些宇宙波。结果表明，早期宇宙中的巨型黑洞比之前想象的要多得多；继续研究这些新的引力波将有助于揭示更多有关宇宙起源的信息，并更好地解释驱动宇宙运动的暗物质和隐形力量。力量。 2. 大脑解码器翻译人的思想—— 为失语症患者创造希望德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员报告称，他们在基于人工智能技术的新系统中取得了革命性进展—— 该系统可用于实验室翻译人脑活动转化为连续的文字流。严格来说，这并不是一个“读心”装置。语义解码器不需要手术植入；它依靠功能性核磁共振成像来捕捉受试者对广播或图像等内容做出反应时的大脑活动。大脑解码系统不提供文本的逐字翻译。本质上，它根据个人对特定单词或图像的反应编制大脑活动模式词典。当观察受试者面对其他事物时的大脑活动时，大脑解码系统词典可以为推断受试者在想什么提供参考。这项基于人工智能语言生成算法的技术仍处于研发的早期阶段，但它已经在非共识情况下引发了有关精神隐私和伦理的棘手问题。但对于有沟通障碍的人的家庭来说，它唤起了新的希望。 3.古代鲸鱼物种可能已成为有史以来最大的动物

它是有史以来最大的动物吗？一个研究小组对秘鲁南部出土的秘鲁巨鲸（Perucetus colossus）化石进行的一项新研究表明，这种远古动物长约18米，重量可能超过272吨。图片来源：GIOVANNI BIANUCCI 这种古老的鲸类动物被恰当地命名为秘鲁巨鲸(Perucetus colossus)，它比蓝鲸大得多，可能是有记录以来最大的动物。对这种古老鲸鱼骨骼化石的最新研究表明，这种3700万年前在秘鲁海岸附近海域活动的动物体重超过272吨，长约18米。如果它像科学家猜测的那样重，那么它将是地球上有史以来最大的动物。蓝鲸虽然长约30米，但重量却只有约181吨。 4.霸王龙有嘴唇，这改变了我们对它的想象

一个由古生物学家组成的跨机构小组认为，霸王龙和其他肉食性恐龙可能拥有像图中所示的嘴唇，覆盖着锋利的牙齿。图片来源：MARK P. WITTON 霸王龙和其他肉食性恐龙的软组织可能与之前的假设不一致，形成了覆盖可怕牙齿的嘴唇。一组古生物学家研究了与这种史前动物相似的现代物种，例如鸟类和爬行动物，并将它们与恐龙解剖学的已知细节相结合，得出了这一令人惊讶的结论。他们写道，霸王龙和其他类似的肉食性恐龙的锋利牙齿可能被软组织覆盖，这可以保护它们的嘴并使牙齿保持最佳状态并准备好受到攻击。 530 万年前的石器揭示了我们非人类亲戚的聪明才智

图中是在肯尼亚尼亚扬加遗址发现的石器，这些石器似乎曾被古代非人类人类使用过。可以从图中左侧的大岩石上敲掉锋利的石片。图片来源：T.W.普拉默，J.S.奥利弗和E. M. FINESTONE，霍马半岛古人类学项目在肯尼亚西南部，考古学家有了一个意想不到的发现：石器与古人类傍人化石一起被发现。而后者并不是现代人类的祖先。这些工具可能已有300万年的历史，它们的发掘证实了非智人古人类也发展了石器技术。它还表明工具的开发时间比之前想象的要早。克利夫兰自然历史博物馆的古人类学家艾玛·芬斯通（Emma Finestone）告诉US《国家地理》：由于傍人拥有巨大的牙齿和上下颌，工具可能在食品加工中没有用处。必要的；因此，过去人们已经排除了傍人可能使用石器的想法。这一最新发现似乎推翻了之前的假设。 6.“失落的世界”可能证明复杂生命起源于更早的时代。从澳大利亚和其他地区的古代岩石中提取的化学线索表明，复杂细胞在16 亿至8 亿年前几乎普遍存在。这一发现支持了复杂生命很早就起源的理论。 —— 个真核细胞（具有明确细胞核的有机生物体）的进化极难检测，因此一个国际研究小组采取了一项新策略：寻找真核生物赖以形成细胞膜的分子副产物。他们推断，如果这些证据出现在古代岩石样本中，就表明真核生物曾经存在过。研究小组发现的最古老的分子样本来自澳大利亚16 亿年前的巴尼溪地层。他们将真核生物起源的化学证据推回到与微化石和遗传证据更一致的时间点。 7.已发现的行星数量超过5500颗。距离天文学家发现太阳系外第一颗行星已经过去了近三十年。而就在今年8月，科学家宣布发现了第六颗系外行星，也就是人类已知的行星。因此总数超过了5,500 人。人类通过凌日系外行星勘测卫星（TESS）等太空望远镜寻找系外行星，不断揭示银河系新世界的非凡多样性。此外，詹姆斯·韦伯太空望远镜和其他强大的天文台也正在为我们提供有关这些行星的更多细节。例如，K2-18，一颗大小介于地球和海王星之间的小行星，可能处于其厚厚的大气层之下。有一个全球性的海洋。 8. 和人类一样，黑猩猩也会经历更年期

雌性黑猩猩加入了少数在繁殖期结束后仍能存活很长时间的物种行列。图片来源：凯文·兰格格拉伯(KEVIN LANGEGRRABER)，亚利桑那州立大学生物学家长期以来一直想知道动物在繁殖期后存活很长时间的进化益处。唯一已知会经历更年期的动物是虎鲸、短肢领航鲸、独角鲸、白鲸、假虎鲸和人类。但一项基于对黑猩猩尿液进行长期、稳健分析的新研究证实，至少在一个地点——乌干达基巴莱国家公园——的黑猩猩可以度过更年期并存活下来。这项尿液研究的对象是14 岁至67 岁的雌性黑猩猩，研究结果表明，黑猩猩在50 岁左右经历更年期，这与人类相似，人类也在同一年龄经历更年期。有证据表明，在某些鲸鱼和海豚物种中，年长的雌性有助于照顾后代。黑猩猩的情况似乎并非如此，因为它们不抚养亲属的后代。然而，另一种理论认为，更年期有助于减少灵长类动物的繁殖竞争。科学家们将在未来几年继续研究这个课题。 9. 美洲鳄首例处女分娩

古巴女王花园国家海洋公园茂密的红树林中，一只美洲鳄（Crocodiles acutus）在水下游泳。今年哥斯达黎加的一项新发现表明，该物种不需要雄性参与即可繁殖。资料来源：DAVID DOUBILET，NAT GEO IMAGE COLLECTION 在哥斯达黎加的一个公园里，一只雌性美洲鳄在没有雄性的情况下繁殖，成为孤雌生殖的最新例子。这种现象通常发生在动物面临极端种群压力时，之前也曾在其他动物身上出现过这种现象，包括极度濒危的加州秃鹫、几种鲨鱼、科莫多巨蜥和某些蛇。然而，鳄鱼身上还没有出现任何病例。这只鳄鱼妈妈已经有近16年没有与任何其他同类动物接触过，基因分析证明她的鳄鱼宝宝确实是鳄鱼妈妈的部分克隆体。由于美洲鳄被国际自然保护联盟列为易危物种，这只圈养的雌性美洲鳄的研究成果对其野生近缘种也具有重要意义。 10.科学家鉴定出新的、更具代表性的基因组今年，美国国立卫生研究院（NIH）公布了一种新的泛基因组，更能代表20年前的人类参考基因组。此次更新来得正是时候。新模式大大增加了民族和种族的多样性，形成更具代表性的切片，这是提高个性化医疗水平的必由之路。新的泛基因组目前包含47个个体的基因序列，新模型预计最终将引入近700个个体的基因组信息。之前的参考基因组样本主要基于单个个体的基因组，其他数据点主要来自欧洲血统的人。 NIH 表示，尽管任何两个人的基因组往往有99% 以上相同，但通过隔离个体差异，相关研究可以提供有关疾病易感性的关键见解，并为重要的医疗决策提供指导。 11.土卫二上发现磷，这是生命可能存在的重要标志

土星的第六大卫星，—— 土卫二，大约有云南省那么大。在这幅图中，土卫二喷出水蒸气，但最近对这颗遥远的岩石卫星上的永久冻土颗粒的分析表明，它含有磷——，这是生命的关键元素。图片来源：TOBIAS ROETSCH，未来出版/盖蒂图片社新的化学证据表明土星的卫星可能能够孕育生命。今年，科学家宣布在土星第六大卫星—— 土卫二上发现磷。磷是继碳、氢、氮、氧、硫之后维持生命的第六种重要元素。卡西尼号飞船的宇宙尘埃分析仪舀出的冰粒中检测到的磷元素，是天文学家继发现其他五种元素后的最新发现，让这颗冰冷的岩石卫星突然成为孕育地外生命的潜在“候选恒星”。 （译者：青酒）