地球自转发电?网红代糖危险?地球人口远超80亿?前沿科学要闻
地球自转能量发电:科学家成功实现理论突破?美国科学家团队3月19日在《物理评论研究》期刊上发表一项突破性研究,他们可能已成功利用地球自转能量产生电力,这一成果可能为人类开辟全新的可再生能源途径。
该研究团队由普林斯顿大学的Christopher Chyba、加州理工喷气推进实验室的Kevin Hand以及Spectral Sensor Solutions公司的Thomas Chyba组成。他们设计了一种特殊装置,能够与地球磁场相互作用,将地球自转的能量转化为电能。
研究人员使用锰锌铁氧体(一种弱导体)制成圆柱体作为磁屏蔽,将其按57°角沿南北方向放置,使其同时垂直于地球的自转运动和磁场。在圆柱体两端放置电极测量电压,并在黑暗环境下进行实验以排除光电效应的干扰。
实验结果显示,该装置能产生18微伏的电压,这一电压无法归因于任何其他来源,强烈暗示其源自地球自转能量。研究人员特别排除了温度差异可能产生的电压影响,并通过改变圆柱体角度和使用对照组进行验证,证实了实验结果的可靠性。
值得注意的是,该团队早在2016年就提出了利用地球自转和磁场发电的理论,但当时遭到质疑,因为传统理论认为电子在产生电场过程中会重新排列,抵消所产生的电压。而这次研究通过阻止这种抵消效应并捕获电压,成功突破了理论限制。
虽然目前产生的电压非常微小,但研究人员表示,如果这一发现被其他科学家在不同条件下验证,没有理由认为产生的电量不能增加到实用水平。这项技术若能成功扩展,将为人类提供一种全新的、理论上取之不尽、用之不竭的能源来源。
论文标题:Experimental demonstration of electric power generation from Earth's rotation through its own magnetic field
突破!Thea Energy简化版聚变反应堆取得重大进展3月20日,美国聚变能源初创公司Thea Energy提交了一份同行评审的论文,宣布在"平面线圈星状器"(planar coil stellarator)研发上取得重大突破,验证了其创新磁场控制技术的可行性,为未来商业化聚变能源迈出关键一步。
聚变能被视为未来清洁能源的"圣杯",但传统星状器设计依赖复杂扭曲的磁体,制造精度要求极高,导致成本高昂、工期延长。Thea Energy首席执行官Brian Berzin表示:"我们不喜欢高科技的东西,我们喜欢可以冲压、锻造并采用简单制造工艺的东西。"
Thea的创新之处在于使用450个更小、更简单的平面磁体,排列成传统环形结构。每个磁体由人工智能软件单独控制,就像"计算机屏幕上的像素阵列",从而生成螺旋形磁场。该设计最近通过名为"Canis"的3×3高温超导体(HTS)平面线圈阵列测试得到验证。
实验结果表明,Thea的系统能够以不到1%误差的精度生成并精确控制复杂的磁场形状。这一突破意义重大,因为它极大简化了制造过程。如果某个磁体安装不完美,或者随着时间推移性能下降,AI系统可以自动补偿:"系统会稍微调整那个磁体——降低它的功率,提高旁边磁体的功率,磁场保持完美,"Berzin解释道。
这种简化设计还有另一个显著优势:前三个公共部门的星状器项目(德国文德尔斯坦(Wendelstein)7-X、普林斯顿NCSX和威斯康星HSX)均因模块线圈复杂度导致成本和进度大幅超标,NCSX项目甚至被完全取消。
Thea Energy计划在未来几个月内对其AI软件进行压力测试,故意错位安装一些磁体或使部分磁线圈短路,以测试系统适应性。公司希望在2030年代将聚变电力引入电网。
这一突破暗示,通过软件智能控制替代高精度硬件,可能是解决长期困扰聚变能源商业化的关键技术难题之一。
论文标题:Prototyping and Test of the "Canis" HTS Planar Coil Array for Stellarator Field Shaping
研究表明:人工甜味剂可能增加心脑血管疾病风险美国克利夫兰诊所最新研究显示,常用于代替糖的人工甜味剂,网红代糖赤藓糖醇(erythritol)可能与心脏病和中风风险增加有关。
研究团队在健康志愿者中进行了对照实验,比较了摄入赤藓糖醇和葡萄糖对血小板活性的影响。结果显示,摄入30克赤藓糖醇后,参与者血液中的赤藓糖醇浓度迅速上升超过1000倍,并在所有测试对象中明显增强了血小板聚集反应。相比之下,摄入相同剂量的葡萄糖并未引起类似变化。
研究负责人、克利夫兰诊所勒纳研究所的Stanley Hazen医学博士表示:"这项研究表明,食用含赤藓糖醇的食品或饮料可能会直接刺激血栓形成。赤藓糖醇和其他常用作糖替代品的糖醇应该被评估其潜在的长期健康影响。"
赤藓糖醇等糖醇类甜味剂广泛用于标记为"无糖"、"低热量"或"生酮友好"的食品中。它们通常被推荐给需要控制血糖或体重的人群,特别是那些患有糖尿病、肥胖症或代谢综合征的人。
该研究还发现,另一种常见的糖醇类甜味剂木糖醇(xylitol)也表现出类似的问题。研究人员观察到,血液中木糖醇水平较高的个体在随后几年中发生严重心脏相关事件的可能性似乎增加。
Hazen博士建议:"对于心脏病、糖尿病或代谢综合征等高血栓风险人群,偶尔少量食用含糖食品可能比经常摄入这些糖醇类甜味剂更为安全。心血管疾病是全球头号死因,我们需要确保日常食用的食品不会成为隐藏的危险因素。"
这项研究引发了对这些被广泛使用且被标记为"普遍认为安全"的甜味剂的安全性重新评估的讨论。专家们建议,在出现更多长期研究结果前,高风险人群应谨慎使用此类甜味剂。
这项研究最初发表在《动脉硬化、血栓形成与血管生物学》期刊上。
论文标题:Ingestion of the Non-Nutritive Sweetener Erythritol, but Not Glucose, Enhances Platelet Reactivity and Thrombosis Potential in Healthy Volunteers—Brief Report
科学家发现"火中雪球":韦伯望远镜揭示罕见系外行星奇特大气科学家使用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)探测到一颗名为LTT 9779 b(正式命名为Cuancoá)的系外行星拥有令人惊讶的大气特性,这一发现被形容为"如同在火中找到一个没有融化的雪球"。
这颗海王星大小的行星于2020年被发现,每19小时绕其恒星完成一次轨道,表面温度高达3,600华氏度(2,000摄氏度)。研究小组使用JWST的近红外成像仪和无缝光谱仪(NIRISS)分析了行星完整轨道的相位曲线,发现其大气中存在水蒸气和高反射率的云层。
蒙特利尔大学研究生Louis-Philippe Coulombe表示:"找到这种尺寸如此接近恒星的行星,就像在火中发现未融化的雪球一样。这证明了行星系统的多样性,为我们提供了观察极端条件下行星演化的窗口。"
研究的最大惊喜是发现行星的西半球昼侧拥有极高的反射率(0.79±0.15),显著高于东半球(0.41±0.10)。这种不对称性归因于行星的大气环流:由昼夜温差驱动的东向赤道急流将热量从昼侧传向夜侧,导致西半球昼侧温度降低,足以形成硅酸盐云层。
研究还揭示行星昼夜温差巨大,昼侧温度约2,260开尔文,夜侧低于1,330开尔文。这一特性以及云层的部分覆盖显著影响了行星的能量平衡,其总体反照率与土星相当。
牛津大学物理系的Jake Taylor表示:"我们尚未完全拼凑关于这颗行星的信息。我们目前正使用哈勃太空望远镜和甚大望远镜更详细地研究其昼侧云结构,尽可能多地了解这颗奇特天体。"
这一发现为理解极端环境下云层和热传递的相互作用提供了独特的实验室,也证明了即使在云层丰富的系外行星上,科学家仍能通过分析其散发的热量来研究大气特性。
这项研究2月25日发表在《自然-天文学》杂志上。
论文标题:Highly reflective white clouds on the western dayside of an exo-Neptune
全球总人口被严重低估?可能远远超过80亿科学家最近发现,我们可能严重低估了地球上的人口总数。这一惊人发现来自芬兰阿尔托大学研究团队的最新研究,他们通过分析全球35个国家的307个农村水坝项目数据,发现目前主流的全球人口数据集系统性地低估了农村人口数量。
"我们很惊讶地发现,实际居住在农村地区的人口比全球人口数据显示的要多得多——根据不同数据集,农村人口被低估了53%到84%。"研究的主要作者Josias Láng-Ritter说。
这意味着什么?简单来说,即使是最准确的数据集也只统计到了实际农村人口的不到一半!这不是小问题,因为世界上大约43%的人口居住在农村地区。
研究团队检验了五个主要的全球人口数据集(WorldPop、GWP、GRUMP、LandScan和GHS-POP),发现它们都存在显著的负偏差。其中WorldPop表现最好,但仍低估了53%的农村人口;而GHS-POP表现最差,低估了高达84%的农村人口。
为何会出现这种情况?研究人员解释说,这可能是因为人口普查在农村地区面临更多挑战:交通不便、语言障碍,以及普查员难以到达偏远地区。此外,大多数全球人口数据集主要针对城市环境进行校准,使用的卫星图像分辨率和夜间灯光等技术方法可能无法有效识别农村居民点。
这一发现引发了一个更大的问题:联合国和世界银行估计的全球总人口(分别为79.8亿和79.5亿,2022年数据)是否也漏掉了大量人口?
这种系统性低估可能导致资源分配不公平,因为许多关于灾害影响、医疗可及性或基础设施规划的研究都依赖这些数据。简单说,农村地区可能因此获得比实际需求少得多的资源和服务。
研究人员建议改进农村地区的人口数据收集方法,并呼吁数据制作者更加重视农村人口的准确统计。
这项研究发表在3月18日《自然-通讯》杂志上。
论文标题:Global gridded population datasets systematically underrepresent rural population
探秘地球:是什么神秘力量支撑它旋转了46亿年?
你有没有想过——地球就像一台永不停歇的宇宙陀螺,自转46亿年从未“断电”?如果陀螺需要抽打才能旋转,那地球的“鞭子”是什么?难道真有什么神秘力量在背后推动吗?今天,我们就来扒一扒这个宇宙级谜题!
地球的自转,可不是什么上帝之手在操控。它的动力密码,其实藏在46亿年前的一场宇宙大戏里。当时的太阳系还是一片混沌的星云,就像一锅翻滚的粒子浓汤。这锅“汤”里的物质在引力拉扯下越聚越密,而角动量守恒定律此时开始发威——物质越往中心坍缩,旋转速度就越快,就像花样滑冰选手收拢手臂时转得更猛一样。最终,中心部分“点燃”成了太阳,外围的碎片则在惯性作用下继续旋转,逐渐聚合成地球和其他行星。地球自转的初始动力,就是这么被“甩”出来的。
但问题来了:陀螺转久了总会停,地球怎么就能转46亿年?
想象一下,如果陀螺在真空中旋转,它能转多久?答案可能是:接近永恒!地球所在的太空近乎真空,没有空气摩擦,也没有地面阻力,仅有的干扰来自微弱的太阳风和星际尘埃——但这些对地球来说,就像蚊子撞大象,根本刹不住这颗重达5.97×10²⁴公斤的“超级陀螺”。科学家计算过,即便把地球自转能量全部用来抵抗太阳风,也得花上10¹⁹年(比宇宙年龄还长千亿倍)才能停下。所以说,惯性才是地球自转的终极保镖!
不过,地球的自转速度其实在偷偷变慢!罪魁祸首就是咱们的“老邻居”月球。它的引力让地球海洋像面团一样被拉出潮汐隆起,而地球自转时,这些“面团”总会慢半拍,产生摩擦力。这种“拖后腿”的操作,每年让地球自转周期增加约0.002秒——相当于每5万年多出1天。更绝的是,月球自己早就被地球“锁死”,永远用同一张脸对着我们,而地球未来也可能被太阳“潮汐锁定”,变成永远一面烤焦、一面冰冻的“双面行星”。
你以为地球光靠吃老本?它还有隐藏的“充电宝”!地核的液态铁镍外核和固态内核之间,存在每秒几厘米的转速差,这种差异通过磁场传递角动量,相当于给自转上了“发条”。更刺激的是,地震、火山喷发甚至冰川融化,都在悄悄调整地球的“身材”——当赤道的冰化成水流向两极时,地球就像收起手臂的滑冰选手,转得更快;反之则会“发胖”减速。2016年日本地震甚至让地球自转快了1.8微秒,比顶级跑车提速还猛!
4亿年前的珊瑚化石,居然记录着地球自转的黑历史!这些化石的生长纹显示,当时一年有400天,每天只有22小时。原来,地球年轻时转得比现在快得多,后来被月球“薅羊毛”才慢下来。更惊人的是,2020年地球突然“抽风”,自转速度达到50年来最快,科学家怀疑是地核“打滑”或大气环流变化所致。看来地球这位“老司机”,开车也不总是稳当!
古人以为“天圆地方”,直到1543年哥白尼掀翻“地心说”的桌子,人类才意识到地球在自转。但铁证直到1851年才出现——巴黎先贤祠里,傅科摆用一根67米的钢索和28公斤的铁球,在众目睽睽下划出逐渐偏移的轨迹,把地球自转“锤”成了肉眼可见的事实。如今,GPS卫星每分每秒都在验证这个真理:如果忽略地球自转,导航误差每天会累积10公里!
别慌!按当前减速速度,地球要“刹住车”得花500亿年——那时候太阳早变成白矮星了。不过,若人类能活到那一天,将会看到:月亮远到只剩一个小点,一天变成1324小时,赤道离心力消失,海水涌向两极,地球变成完美的球……当然,这些只是理论推演。真实情况可能是,地球还没停转,就被膨胀的太阳吞没了。
地球的自转,是宇宙初始能量的余晖,是引力博弈的战场,更是物理定律的胜利。它用46亿年的旋转告诉我们:在浩瀚宇宙中,没有什么是永恒不变的——除了变化本身。或许某天,当人类星际殖民时,还会怀念这个用24小时自转,为我们带来日出日落的蓝色摇篮。
熬夜后白天犯困、体重飙升,可能是来自肝脏的警告
熬夜,一种电气时代开始出现的神秘仪式,电灯的出现划破了漫漫长夜,蒸气的轰鸣不再是白天的号角,也成为了夜晚的配乐。但熬夜真正成为年轻人的标配,还是在信息时代。奔流不息的互联网从不曾休眠,深夜的爆款话题让服务器一次次瘫痪,每一次流量狂欢的背后都是真实的人类在红着眼眶熬着夜。
有人说:熬夜是因为不愿意结束过去碌碌无为的一天,不甘心一天就这样过去。
有人说:白天被工作、孩子、生活充斥,夜间这点能够自由支配的时间太可贵,舍不得睡。
也有人说:我知道熬夜不好,但是周围安静,完全放松的感觉太让人沉迷了……
每次熬夜后早上醒来,伴随着第二天的萎靡不振,都暗自下决心——再不熬夜了!可每到夜晚又禁不住陷入循环。殊不知,你的身体很诚实,会对你的每次不良行为做出反馈。
循道规律而生生不息
生物节律,也叫生物钟,是所有生物对自然界昼夜变化的适应行为和生理活动,诸如睡眠、进食、营养代谢等。对于我们地球生物,一般都是24小时为一个周期。生物钟根据其存在部位的不同分为两种:一种存在于下丘脑视交叉上核,称之为中心生物钟;另一种存在于外周组织,如肝脏、肌肉等,称之为外周生物钟。
外界光信号通过视网膜将信号传递至下丘脑,同步化中心生物钟,使得机体的生理行为与地球自转产生的昼夜节律相协调。外周生物钟由多因素形成调节网路,除了受中心生物钟的调控,也受到温度、饮食等其他因素的调控。
肝脏是人体的代谢中枢
肝脏是人体最大的实质性器官,约占体重的1.5%-2%,它是机体物质代谢的核心,在各个营养物质代谢中都起着枢纽的作用。
维持血糖水平相对稳定:肝脏是将多种非糖物质转变成葡萄糖或糖原最活跃的器官。
参与脂质代谢:肝细胞合成并分泌胆汁酸,进行物质的消化吸收。内源性甘油三酯、胆固醇、血浆磷脂的合成都离不开肝脏。
合成、分解与代谢蛋白质:血浆蛋白质合成、氨基酸代谢、药物分解代谢等功能都在肝脏中进行。
肝脏作息混乱可导致多种疾病
动物实验证实,小鼠夜晚活动时肝脏变大,核糖体(负责产生蛋白质的细胞器)的数量以及肝细胞中蛋白质含量均增加,有着明显的昼夜节律波动。因此,肝脏内进行的各种生理活动几乎都受到生物钟的控制,具有节律性特征,特别在进食-禁食、白天-夜晚周期最为显著。生物节律的紊乱会引起肝脏新陈代谢及相应功能的紊乱,严重时可发展为代谢疾病,包括肥胖、糖尿病、心血管疾病等。我们所谓的“熬夜伤肝”,实际就是熬夜破坏了肝脏生物节律,而生物节律的紊乱则会引起肝脏新陈代谢及相应功能的紊乱。经常加班熬夜导致“过劳肥”是真的可能发生,原因就在于肝脏累了!
注:进食-禁食周期,正常每天首次进食至末次进食完毕的时间间隔约为10-12小时,禁食时间约为12-14小时。
一次熬夜造成的身体小改变、小损伤可以通过及时纠正而找补回来,如果长期如此,糟糕的睡眠习惯甚至可以导致昼夜节律相关基因表达改变,使细胞失去正常的昼夜节律,影响身体健康。
保障充足睡眠,遵循正常生物钟,保持规律生活节律。
这个兔年,愿你肝脏“兔”健康,心情“too”美丽。