2016年太空和天文学研究的开创性成果

航天 · 2016-12-30 09:48:14

今年，天体物理学家们在多个方面取得了开创性成果。从在海上回收火箭，到发现宇宙中最极端事件，引力波，2016年科学领域的成就非同凡响。　　以下内容就是本年度空间探索的亮点。　　1.引力波

今年，最令人震撼的公告就是科学家们搜寻到了一阵时空的涟漪（在两个黑洞合并成型的时刻），这在科学界引起了巨大的波澜。利用“激光干涉引力波观测站”（LIGO）科学家们发现了引力波，这就像是用全新的眼睛去看宇宙。　　引力波导致LIGO探测器的一条臂长变长的同时另一条臂长变短，能检测出引力波所引起的小于原子中心中质子直径千分之一尺度的变化量。相对来说，这就像测量距离最近的一颗恒星上，一根头发宽度的变化。　　这一发现是历经一个世纪的探索，证实爱因斯坦最后的预测，引力波是真实存在的。它也让我们能够直接“看到”，之前看不到的对象：黑洞（并证实它的存在）。两个黑洞在13亿年前碰撞，引力波经过漫长的旅行，刚刚抵达了地球，就被LIGO探测到，这都为本次发现增添了神秘的色彩。　　2. SpaceX完成首次海上火箭回收　　SpaceX今年就有一个很不错的开端，把一颗卫星送入预定轨道，以这么低的成本发射火箭本身就是壮举了，他们还把火箭在海上回收了。这意味着火箭发射、着陆的单向过程，进入了低成本，可重复利用火箭的新阶段。　　不幸的是，由于猎鹰9号在发射台爆炸，该公司宣布停止火箭发射，但是，有望在1月初重新启动。　　艾伦·马斯克的远景规划是，建立一个火星城市，尽管这存在很多挑战，2016年对于SpaceX是大起大落的一年。　　3.最近的恒星可能存在与地球类似的世界　　比邻星是太阳最近的邻居，只有4光年的距离，它的太阳系里可能包含一个与地球类似的世界。直到今年，天文学家还没有确定，是否有行星围绕这颗恒星运转，更不用说找到我们有生之年可以拜访的、太阳系以外生命的港湾了。　　伦敦玛丽皇后大学的研究团队发现了这颗行星，将其命名为"Proxima b"。利用比邻星的光，天文学家能够探测到恒星轨道的微妙变化（视为一个“摆动”），这是说明附近存在另一个巨大的天体。　　但是比邻星的大小仅是太阳的10%，Proxima b的轨道周期也只有11天，这意味着它非常靠近恒星，就在所谓的宜居带上。后续无论是哈勃或是即将上任的詹姆斯韦伯太空望远镜用来跟踪确定这颗行星上是否像地球一样适合生命，都是十分必要的。　　4. 突破性的聆听计划和Starshot计划启动　　Proxima b可能是地球的一个双胞胎，现在最大的挑战是如何在我们有生之年到达这里。突破性的计划starshot得到了俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳的资助和史蒂芬·霍金的赞同，nanosails可以被光束推进达到数百万公里每小时的速度。　　这样的速度能够让宇宙飞船花20年左右的时间到达Proxima b，从而使人类首次向另一个已知行星发送信息。　　但是目前还存在许多挑战，如这样的技术还不存在，与星际之间气体与尘埃的高速碰撞可能会在它达到目的地之前就被摧毁。　　人类非常聪明，关键技术正以指数级的速度推进。到另一个星球旅行不再是科幻小说，而是一个雄心勃勃的科学项目。　　也许，外星人已经以无线电传输的形式发出了他们自己的信息。另一个突破性的计划是聆听计划，也是由霍金倡导的，天文学家们正在距离我们最近的上百万颗恒星附近，寻找宜居带，来探测可能出现的无线电信号。包括澳大利亚自己的帕克斯射电望远镜（以及探测可见光的绿岸望远镜和利克天文台），整个2016年都在进行观测，搜索外星信号的任务将在未来十年持续进行。　　5. 菲莱和罗塞塔团聚　　2014年，菲莱成为首个登陆彗星的太空探测器，虽然它的着陆过程不顺利，导致数据传输中断。但最近它被罗塞塔发现，使得它能够继续进行彗星67P的分析工作。　　菲莱登陆的地点及探测的方位，能够让天文学家们准确解释罗塞塔获取的，关于彗星组成的数据。　　菲莱已经在岩石缝隙中生活了两年，罗塞塔一直在忙碌，拍摄了大量的图片，以及彗星的光谱和其它数据、　　实际上，对罗塞塔分光计获取的数据进行分析，发现彗星挥发的成分中包含氨基酸、甘氨酸，由于日照加热变得不稳定，它们脱离彗星表面。甘氨酸是构成生命的基本组成；对于蛋白质和DNA都是必需的，这些已经确定的地球大气圈外的物质，对地球上的生命来说独一无二的，我们感谢彗星为我们微生物祖先提供了这些关键成分。　　前景展望　　2017年对于澳大利亚的天体物理学家来说，前景十分光明，卓越中心的：CAASTRO-3-D 研究宇宙时原子的构建；OzGRav利用引力波探索宇宙；以及SABRE，世界上第一个位于南半球的暗物质探测器，年底安装。　　如果你认为2016是空间研究伟大的一年，那么请期待2017的精彩。

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