【#我国发布全球首幅1:250万全月地质图#!】不久前,中国科学院地球化学研究所联合国内多所高校的研究人员,以嫦娥工程数据为基础,结合国际上其他探月工程获得的数据和成果,发布了全球首幅1:250万全月地质图。这是多年来探月成果的总结,代表了目前我们对月表物质成分以及构造演化等性质的全面认识,也为未来月球探测和研究提供了重要参考。回顾几百年来人类对月面的探索历程,更能让人感受到科学进步的不易。我们邀请南京大学地质学博士贾斌在这里聊聊相关的话题。

从玉兔捣药到环形山
月球是地球的天然卫星,从人类的记忆伊始,月亮就悬在夜空中,引发人们的无限遐想。满月之时,最吸引人的就是上面明暗交生的图案了。在中国古代神话中,称月球为广寒宫,住着美丽的嫦娥,她有一只捣药的玉兔,还有一位砍桂树的邻居吴刚。玉兔和桂树就是古人根据看到的月亮表面明暗交生的图案,想象出的美丽意象。
而在西方,根据古希腊哲学家和早期基督教的观点,天国是完美的,位于天国的月球(以及其他星球)是一个完美的球体,表面光滑,其明暗纹路是人观察的角度造成的。
在1609年的秋季,意大利天文学家伽利略用改进的一架望远镜指向了月球,并进行了多日的观测。伽利略并非第一个用望远镜观察月球的人,但却是第一个仔细记录和思考观察结果的人。他发现,月球表面布满了各种大大小小的凹坑和山脉,还有峡谷,和地球上很相似,这迥异于人们一直以来的想象。这些山往往是环形的,中间凹陷四周高耸似碗状,伽利略称之为环形山。
伽利略发现月球上的环形山,其意义要远大于发现本身。当时的西方笃信地心说,即认为日月星辰都是围绕地球旋转的,地球是宇宙的中心。在伽利略之前,哥白尼等人已经通过天文观测与计算,向地心说发起了挑战,提出太阳才是中心,地球围绕太阳转。伽利略的观测,破除了月球是完美的球体这一传统的认识,证明月球和地球是非常像的,地球并不特殊。那么,在地心说体系中,月球是运动的,并不特殊的地球是不是应该也是运动的?基于此,伽利略推断,的确如此,地球不是中心!当然这一推理并不严谨,但这是日心说最早的“可视化”证据,仍具有非常重要的意义。在那个时期,破除一些迷信(如相信完美的月球)是弥足珍贵的。

月球上也有人吗?
伽利略用望远镜观察了月球表面的形态,并认为月球和地球是相似的。这不禁让人联想,月球上是否也有人的存在?对于当时的西方人来说,这种联想其实是非常自然的,因为传统上他们就认为,在天国的星球上面,包括月球、火星、金星甚至太阳上都是有人生存的。
伽利略使用望远镜在月球上看到了和地球上相似的山,那也应该可以看到流动的河流、汹涌的海洋、浮动的云彩甚至喷发的火山、城市的灯光等等。他们最先找到的月球上的“海洋”,就是月球上的暗色部分,肉眼可见,而且在望远镜的视野中表面也比较平整,这部分应该就是海洋了。因此,早期的天文学家就把月球上环形山内部平整的暗色区域命名为月海。这一错误的称呼影响非常深远,沿用至今,比如最大的撞击坑称为风暴洋,还有静海、雨海等。
很多科幻小说家在他们的小说中设想了各种月球人的存在。比如发现行星运行三定律的伟大天文学家开普勒就在他1611年撰写的科幻小说《梦》(正式出版于1634年)中,讲述了主人公来往于月球的故事,也描绘了月球人的生活。
18世纪末,德国的天文学家施罗特非常详尽地研究了月表的形态,绘制了很多精美的图片,但却错误地解释了他的观测结果。比如他认为在月球的极地地区泛亮光的地方是暮光,甚至宣称找到了月球人的城市,商业中心甚至农场。当时的很多科学家也热衷于寻找月球上的大气,比如18世纪伟大的数学家欧拉曾计算了月球上的大气密度相当于地球上的二百分之一。
其实在伽利略观察到环形山后不久,也有一批科学家注意到了月球其实和地球不完全一样。比如在伽利略出版了他的观察结果五十多年后,法国天文学家奥祖就提出,在月球上其实观察不到四季的变化,看不到漂浮的云彩,看不到海洋、河流,也看不到地球上常见的火山喷发、山火等。可惜的是,他的观点并没有广泛传播,相信月球上有人仍旧是主流。
直到1834—1837年间,德国天文学家比尔和马德勒出版了更为详尽的月表图像。根据观察结果,他们认为月球上没有大气,没有水,与地球不同,即使有生命,应该也与地球上的生命形式大不相同。马德勒提出,月球并不是地球的“复制版”。伽利略证明了天国的月球并不神圣,而马德勒则让人意识到月球(以及其他行星)并不一定和地球完全一样,月球上不一定有人生存。

探究环形山起源
月球上最显著的特征就是其表面密密麻麻、大大小小的圆形大坑和环形山。我们现在知道它们是陨石撞击形成的,但早期科学家的观点并非如此。因为当时的科学界并未认识到陨石这一“天外来客”的存在,他们无法想象天上可以掉石头,且能撞出一个大坑。
当时天文学家大多认为月球上的环形山是火山造成的,因为他们知道地球上火山口的形状也大多是圆形的,中间是个凹陷,比如我国著名的长白山天池。但是,月球环形山和地球火山口之间一个非常重要的差别却被他们忽略掉了,即地球上的火山口基本都出现在高山上,而月球上的环形山却出现在地势非常平坦的地方,这是火山成因说无法解释的。即便存在如此大的缺陷,在伽利略之后一直到阿波罗计划把人送上月球的前夕(即上世纪60年代),环形山的火山成因说一直占据科学界的主流。
环形山撞击成因理论的确立,经历了几个关键的阶段。第一个阶段是对陨石来源的认识。1794年德国物理学家克拉德尼在一个小册子中提出陨石来自于外太空的猜想;1803年4月26日在法国诺曼底附近,很多人目击了一次陨石坠落事件,科学家进行了详细的调查和研究,这才最终确定陨石就是来自于外太空。第二个阶段是对地球上陨石坑的认识。虽然科学家认识到了陨石源自太空,但对它们是否可以在地表撞出陨石坑其实一直持怀疑态度,关键在于一些被认作陨石坑的地方找不到陨石。在1906年,美国地质学家巴林杰在美国亚利桑那州的一个陨石坑附近发现了铁镍合金陨石,最终确定了这个大坑就是陨石撞击形成的。这是世界上第一个被确认的陨石坑。第三个阶段来自于对陨石撞击效果的认识。在早期的认识中,陨石的撞击是纯机械式的,即多大的陨石撞出多大的坑。后来,这种认识发生了变化。1916年,苏联天文学家奥皮克认为陨石的速度是非常快的,在撞击地面的一瞬间会产生剧烈的爆炸,形成的撞击坑远大于陨石自身。第二次世界大战给美国天文学家鲍德温的研究带来了特殊的机遇,他收到很多军方拍摄的炮弹坑的照片和参数,统计了这些弹坑的直径和深度,然后把地球上已经确认的陨石坑以及月球上的环形山的参数也放到了这张图里面,发现这些数据吻合得非常好。但是,如果把火山口的数据也放进来,则偏离数据的趋势。他在一本著作中写道:“环形山形成于陨石撞击的爆炸,这种可能性非常大”。

认识月球的巨大飞跃
在上世纪60年代后,美国、苏联发射了多个探测器进入月球轨道或降落月表,阿波罗计划甚至把人送上月球并采样返回。通过对这些探测计划获取的影像和样品的研究,我们对月球的认识水平发生了巨大的飞跃。
大撞击理论认为,月球起源于一次大撞击事件,一个火星大小的星体在45亿年以前撞上了原始地球,溅射出的物质在地球轨道上形成了月球。在月球形成之初,太阳系中仍旧有许多小星体经常撞击月球,形成很多大大小小的陨石坑。有些大的撞击深度可达几十公里,撞击后来自月球深部的岩浆就可能从这里逸出月表,形成填充整个陨石坑的广阔玄武岩低洼平原。而被撞击较轻的地方,则仍保留了原有的斜长岩月壳,称为高地。玄武岩对太阳光的吸收较强,看起来较暗,而斜长岩的高地能反射较多的太阳光,看起来比较亮,这样就形成了我们看到的月球上明暗交生的图案。
月球地质图系统表达了月壳表面地层、构造、岩性和年代学等方面的综合地质信息,反映了月球岩浆作用、撞击事件、火山活动等演化过程。原有的月球地质图主要由美国地质调查局基于阿波罗时代的探月成果编制而成。2012年前后,经过“嫦娥一号”和“嫦娥二号”的探测与研究积累,我国逐渐具备了开展月球全月地质图编研的条件和基础。中国科学院地球化学研究所联合国内多所高校的研究人员,以嫦娥工程数据为基础,结合国际上其他探月工程获得的数据和成果,发布了全球首幅1:250万全月地质图。
在新编制的月球地质图中,基于对月球动力学演化过程的认识更新了月球地质年表,采用“三宙六纪”的划分方案将月面历史分为三个宙——冥月宙、古月宙和新月宙。该地质图表达的要素主要包括:12341个撞击坑;81个撞击盆地;17种岩石类型;14类构造等,综合表达了月球地质和演化信息。
可以说,到了今天,人类对月球的认识已经非常全面了。(北京晚报 记者王鸿良)

在1899年的一天,尼古拉•特斯拉接受了记者的采访,特斯拉说“万物皆光”(也有翻译为:一切都是光)。

特斯拉的意思是:光产生了一切物质。

特斯拉:物质是由原始的和永恒的能量产生的,我们知道这就是光。她闪耀着光芒,星星、行星、人,以及地球和宇宙中的一切都出现了。物质是光的无限形式的表达,因为能量比它更古老。

创世有四定律。首先,人的心灵无法构想出或用数学方法衡量整个令人迷惑和黑暗的情节的根源,因为整个宇宙都是如此。第二定律存在于广阔的黑暗中,这是光的真正本质,是无法解释的,并被转化为光。第三条法则是需要光来成为光的问题。第四个定律是:没有开始也没有结束;前三个定律总是发生,创造是永恒的。

宇宙的起源来自大爆炸,即宇宙也是大爆炸的光产生的。

光突破黑暗的桎梏,产生了物质,哇的一声,人诞生了。当肉体消失,我们又变成光去寻找下一个新生。

易,这个字,日月组合,除了阴阳外,就是“明”,明是发光的,明是物质的基础,也告诉我们,做人要光明磊落,要活得明明白白,要为人类事业“发光”。

突然想到一首歌:你是电,你是光,你是唯一的神话!
[锦鲤附体][锦鲤附体][锦鲤附体]

————————————
既然你要发光,那就少吃冰饮。[挤眼]

尼古拉·特斯拉(塞尔维亚文:Никола Тесла;1856年7月10日-1943年1月7日),塞尔维亚裔美籍发明家、物理学家、机械工程师、电机工程师和未来学家,他被认为是电力商业化的重要推动者, 并因主要设计了现代交流电力系统而最为人知。在迈克尔·法拉第发现的电磁场理论的基础上,特斯拉在电磁场领域有着多项革命性的发明。他的多项相关的专利以及电磁学的理论研究工作是现代的无线通信和无线电的基石。特斯拉于1943年1月7日逝世。撇开他在电磁学上的成就,也被认为对机器人、弹道学、资讯科学、核子物理学等各种领域有贡献。

#光明##微博随笔#

暗物质的谜团,强子对撞机或能发现宇宙真相!

当今宇宙学最大谜团之一,暗物质的秘密或有可能即将破解。

2022年7月5日,位于瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)开始以有史以来最高功率运行,全力寻找暗物质。

所谓暗物质,就是指不与电磁力产生作用的物质。

由于暗物质不会吸收、反射或发出光,因此无法被看到。

人们目前只有透过重力产生的效应计算出暗物质的存在。

科学家称,宇宙构成的四分之三以上是暗物质。

日内瓦的LHC是目前世界上最强大的粒子加速器。

为搜寻、破解暗物质秘密进行的专门升级已经完成。

如果能够成功揭示暗物质秘密,LHC将迎来诞生以来又一次重大突破。

2012年7月正是用这台对撞机,科学家们完成了 21 世纪最重大的发现之一:希格斯玻色子。

如果没有这个粒子及其相关的能量场,我们所知宇宙的一切都不存在。

希格斯场为其他基本粒子(如电子和夸克)提供质量。

希格斯玻色子因此又被称为“上帝粒子”因为获得质量的过程被比作宇宙起源时的大爆炸。

奈利斯特(Dr Clara Nellist)博士是瑞士欧洲核子研究中心 LHC 对撞机团队的一名科学家

什么是暗物质?
暗物质占我们宇宙构成的80% - 85%,但人类至今仍不清楚它究竟是什么,甚至不知道它由什么组成。

1937年天文学家扎维奇(Fritz Zwicky)发现,大型星系团中的星系具有极高的运动速度,然而星系的运行速度远远超出万有引力公式计算出的结果,这表明除了人类已知的星系团核心物质对星系的引力外,还存在其他引力。

天文学家进一步推断,在人类已知的宇宙物质之外,还有另外一种物质存在。

科学家认为这种物质就是暗物质。

之所以称之为暗物质,是因为它与光没有相互作用,因此人看不到它,英国粒子物理学家克拉拉·奈利斯特(Clara Nellist)博士解释说。

奈利斯特博士是LHC 搜寻暗物质团队的一名关键成员。

到目前为止,科学家们只观察到暗物质的间接证据,但仍无法对暗物质粒子进行直接、明确、具体的探测。

现在有几种理论可以推测暗物质粒子可能是什么样子,其中被普遍认为最可能的一种是WIMP,即大质量弱相互作用粒子。

根据这个理论,这种粒子只通过弱核力和引力产生相互作用,与普通粒子相比质量较大。

之所以最看好它,主要因为:
不参与电磁力作用,因此无法被直接探测到;

不参与强核力作用,因此基本上与普通物质不发生相互作用;

质量较大,因此运动速度相对缓慢,因而聚集成团。

LHC 对撞机长 27公里,可以将粒子加速到接近光速。

寻找暗物质
探测暗物质是当代粒子物理和天体物理学的热门领域,主要有三种方式:加速器探测、直接探测和间接探测。

加速器探测是把粒子加速到极高能段并相互碰撞,击出新粒子,“创造”出暗物质粒子。

欧洲大型强子对撞机执行的就是这个任务。

它是目前世界上最大的强子对撞机。

参照宇宙大爆炸理论,LHC的对撞试验有可能创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态,而这种能量极高的碰撞会产生包括暗物质粒子在内的异常粒子。

LHC是目前世界上为数极少的具备探测暗物质粒子所需能量的加速器之一。

直接探测法是指直接探测来自宇宙间的暗物质粒子和原子核碰撞产生的信号。

这些信号很弱,因此实验室设在地下深处,以此把背景干扰降到最低。

直接探测是目前采用最多的方式之一,主要采用低温探测或惰性液体探测技术,探测目标以大质量弱相互作用粒子(WIMP)为主。

美国、加拿大、意大利和英国都有这类地下探测实验室。

间接探测主要是通过地面或太空望远镜探测这种粒子在星系中心、太阳中心或者地球中心湮灭而产生的其他粒子。

“创造”暗物质
欧洲核子研究中心过去几年一直在升级LHC,使它更强大,数据分析能力更强。

LHC消耗的能量巨大,每年使用的电力足够为一个有30万户家庭的城镇供电。

使用的部分能量用于将质子加速到接近光速,这样,它们碰撞时会分裂成更小的粒子。

奈利斯特介绍说LHC的两次主要升级使它具有更高的能量,产生的碰撞将创历史纪录。

另外,还调整了质子在探测器内碰撞的交叉角度,增加了两个质子相互作用的可能性,由此增加了可供分析的数据量。


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