太空科学家声称,他们已经证实了有关宇宙如何开始的创世大爆炸部分理论。他们利用特制望远镜回顾时间。通过望远镜他们能够看到宇宙早期的氦气。很多科学家认为,宇宙是在很久以前在创世大爆炸中产生的,宇宙诞生时产生了一种氦氢混合物。但是他们以前没有证据。
这种氦气是利用霍普金斯紫外望远镜发现的,望远镜放在美国“奋进”号宇宙飞船上。约翰斯霍普金斯大学的天文学家通过研究大约100亿光年以外的一种类星球体的紫外线光发现了这种氦气。类星球体是宇宙中光线最亮的物体。物质距离越远,说明时间越早。这一类星球体是如此的远,以至于天文学家能回顾到宇宙尚很年轻的时间,当时,创世大爆炸产生的大多数气氢气和氦气还没有形成星体和星系,
30年来,科学家对类星体的光线进行了研究以寻找创世大爆炸中产生的氢气,他们用不同的望远镜和仪器进行搜索,但是辐射线使氢发生了变化,所以找不到这种氢气。他们决定不再找氢而改为寻找氦气。霍普金斯紫外望远镜使得天文学家有可能观察到宇宙早期广泛传播氦的间接证据。观察证明,类星球体的某些光线被宇宙物质所吸收。有迹象说明。氦原子正在吸收这种光线,这一发现使天文学家对宇宙中的氦和氢的数量进行估计。他们相信,在宇宙中氢气比氦气多9倍。所以他们即使找不到氢气也能对其数量作出估计。天文学家认为,这一发现说明,在100亿年之前,宇宙中有大量的氢气和氦气。
[陆家训译自“科学报道”(美)1996年4月25日]
月球上制造氧气
人类为了开发月球,无论是在月球上探秘,还是期望有朝一日能在月球上生活,都必须要有足够的氧气。如果要想从地球上将氧气带上月球,那是很不实际的,为此,科学家们正在致力发明一种能利用月球上的岩石和土壤来获取氧气的方法。
亚利桑那州立大学的研究人员已经发明了一种“氧气发生器”,和这种装量可以在月球上制取氧气。
为了制取氧气,“氧气发生器”使用从地球上带去的碳,这种碳可以由“氧气发生器”连续回收利用,将碳与月球土壤混在一起,然后在太阳炉中加热到800~1000℃,化合成一氧化碳,再将一氧化碳引入第二个气室,在第二个气室中。一氧化碳在镍催化剂的作用下,转变成固态碳和二氧化碳,最后,在第三个气室中,采用固态氧电离方法,从二氧化碳中获取纯氧。
上述方法进行了试验 :在一月球漫游者身上(俄罗斯人)装上“氧气发生器”,使漫游者在模拟的月球环境中行走。试验表明,这种“氧气发生器”可以产生氧气。在较早的实验中,“氧气发生器”从月球土壤试样中制取了氧气,这种土壤试样是由阿波罗宇航员们从月球上带回地球的。
NASA(美国宇航局)和Rockwell International准备在1996年发送一套“氧气发生器”装置到月球上。
研究人员最终希望,将这种“氧气发生器”技术发展成一种可随身携带的“背包”,为宇航员未来探索火星提供氧气。
[唐复勇译自Popular Science,1995年第8期]
建造分子级的物体
工人们建造房屋用庞大的设备将砖块推、拉、运送到指定的位置而不损坏它们。在纳米级水平上,材料学家们也想完成这一同样的任务。
要想建造这种最小的物体,科学家们就得会摆弄分子——根据设计将每个分子安放在新的物体内,
现在,IBM苏黎世研究室的材料学家T. A. 俊(T. A. Jung)和他的同事们已经找到了一种精确地控制单个分子的办法,他们在不破坏分子键的情况下将单个分子放在了指定的位置上。
在1月12日的《科学》上,研究人员详述了他们在室温下用扫描隧道显微镜的针尖在部件表面摆弄分子创造出了大量的二维完整分子。
首先,研究人员将4个大的卟啉安放在含铜的部件上。这些分子牢固地结合在一起,足以防止它们在工作面上弹跳——这是摆弄、安放单个分子的主要问题。
然后,科学家们将这些分子“砖块”逐个地摆弄成稳定的六角环状,这样的结构物“在自然界中是没有的”,他们解释。
近10年来,建造微型物体的方法已有了很大的进展,现在结合物理和化学方法已能够完成精确的分子装配,俊说。
过去,科学家们用电压脉冲、电场和机械接触来打破原子键。不过,他们只能在消除热波动的低温条件下才能成功地改变分子的位置。
这种新的分子设计法是在室温下进行的,俊说,“这就大大地超越了目前的低温分子级设计法”。
这种新方法的成功与否主要取决于分子位置的定形和稳定性,俊说。
“他们的研究是一大突破”,斯坦福大学的材料学家卡尔文 · 奎特地(Calvin F Quate)说,“他们已经取得了令人瞩目的成果。”
“这就表明我们在控制、想象和移动分子的能力上迈出了一大步,”奎特说,“我们的方法就是用针尖来摆弄单个分子。当能熟练地掌握这种方法时,从这些实验中获得的经验就可以使我们用这些分子实体来做一些有趣的事情。”
[孙家明译自Science News,1996年1月13日]
微型碳管的研制
短链的碳从微型石墨管的二端伸出,可能总有一天会用它来制成微型的电子元件——原子级的传感器和探针。
石墨管——由于它们是纳米级的所以又被称为碳纳管——实际上由10~20个同心管叠套而成。因为它们导电性好,因此引起了研究人员的极大兴趣。
在9月15日的《科学》上,休斯敦Rice大学的理查德 · 斯马莱(Richard E. Smalley)和他的同事们描述了碳链脱开了纳管,“这一过程就像解开了运动衫的袖子。”用激光加热这一密封的圆顶形的纳管二端,它们打开,并使二端的边缘形成锯齿形。
当纳管温度降至室温时,碳链脱开纳管的二端,这就像被电场拉紧的线头松开了。
在研究中还发现,纳管上碳链锐开的电流强度是单独一个纳管的100万倍。他们现在计划测量发出电子的能量。由于这些链的末端非常尖——只有一个原子组成——研究人员认为,这里的电子能量也应该达到最大值。这就可能打开了“电子激光”之路。
虽然这离实际应用还很遥远,但能够运用和操纵纳管“就代表着已向前迈出了一大步”,哈佛大学的宏杰 · 戴(Hongjei Dai)说。
[孙家明译自Science News,1995年9月16日]
超声波测量体温
日本松下科技研究所的科学家们已发明了一种超声波体温测量仪。这种体温测量仪是利用超声波在人体内传播速度的变化和声波的衰减情况的原理设计的。采用这种仪器测量人体体温,可准确测量人体肿瘤生长部位的温度,这样可为癌症温热沉疗提供依据和方便。
癌症温热疗法是利用癌细胞耐热性能差的特点,通过对肿瘤部位局部加热至43℃以上,将癌细胞杀死。对此,准确及时掌握肿瘤部位的温度十分重要。但是,通常要测量肿瘤部位温度,必须将温差热电偶等测量元件插入肿瘤部位才能测量。这样,由于肿瘤部位的不同造成温度差异较大。另一方面,测量元件直接插入肿瘤部位实难办到。目前,松下科技研究所的研究人员,克服了超声干扰障碍,研制成了一种高精度的超声波体温测量仪。使用结果表明,这种超声波体温测量仪十分精确,其温度分辨力为1℃。空间分辨力为2.0 mm以下,在深60 mm,宽60 mm的范围内,能十分准确地测量人体各部位包括肿瘤部位的体温及体温变化,使医疗人员能准确掌握进行温热疗法肿瘤部位的温度。
[唐复勇译自Popular Science,1995年第8期]