地球具有25000 m/h的逃逸速度,这就意味着,对于一个物体比如火箭,在地球引力范围内必须至少达到第二宇宙速度,才能进入空间。特别巨大的行星,其引力越大逃逸速度也就越高。木星的逃逸速度是地球引力的350倍,为133000 m/h。
假定宇宙某处有一特别巨大的物体,其逃逸速度超过186000英里/秒(约300000 km/s)——真空速度,因为没有比光速更快的运动物体,所以这样的物体没有逃逸速度。这样的物体因没有信号光发出,而不能直接观察到。
在分析推测和间接观察的基础上,天文地球物理学家们一直长期推测这样的物体,果然有所谓黑洞。这是被破坏星球的痕迹,因冷凝而具有巨大吸引力。
目前的哈伯空间望远装置(Hubble Space Telescope)已积累不少关于出现黑洞的史料,据推测,尘埃和冷空气圆盘跨越约300光年,被吸入室女座星团(Virga Cluster)星系的彗星,该星距地球4500万光年。天文学家认为,彗星是个比太阳大千万倍的黑洞。
荷兰莱顿天文台(Leiden Observatory)的研究者说他们没有看到黑洞,“不过正像以前所见,其接近于黑洞”。
[常建林译自Popular Science,1993年3月号]
世界上最大的射电望远镜
世界上最大的射电望远镜最近开始正式发挥作用,这就是叫做VLBA的甚长基线系列。它有10台接收机散布在横跨8000公里的美国领土上。这些接收机从太平洋中的夏威夷一直延伸到加勒比海中的维尔京群岛。按照设计要求,这10台接收机由在美国西南部新墨西哥州的国立射电天文台来控制,用一台世界上效率最高的电子计算机将这些接收机的操作情况连在一起,这就意味着分散的接收机其作用犹如横跨7500公里的一台巨大的望远镜。
射电望远镜收集宇宙物体产生的无线电波。VLBA负责人米勒 · 加斯说(Mellen Geis),射电望远镜能收集极遥远的物体资料,射电望远镜往往比传统的光学望远镜看的更远,在宇宙中,光可以被宇宙尘埃所阻挡,而无线电波却不能。在地球上或者在宇宙中VLBA是最有效的观察工具。科学家将用它来探测遥远的太空,因为它的效率之高及提供图像的清晰度,是无与伦比的。
[陆家训译自Science in Vews,1993年8月24日]
记忆基因
借助一组受遗传工程监督的浸在水中的老鼠,研究者已首次确认直接决定若记忆和空间存储的单一基因。
利用被称为基因指标的新技术,遗传学家阿尔康 · 席尔瓦(Alcino Silva)和他的同事展现了缺乏单一基因的老鼠。如果没有这种微量的DNA,变异鼠便不能制造蛋白质——称为α - 钙Calmodulin激酶Ⅱ——已知的大脑某部分中传递神经细胞间的加强信号。纽约Cold SPring Harbor实验室的席尔瓦说,受遗传工程监督的老鼠,除了更能“跳跃”之外同它们普通的同类在外貌和习性上是一样的。
在一个没有视觉信号的水池里——不反光的灰色墙和灰色的水——普通鼠和变异鼠都迅速寻找藏身处,为有很小白旗标志的水底平台。当研究者拿开白旗时,普通鼠立刻利用水池外侧复杂视觉信号记忆起去平台的路径,类似窗户位或墙上的搁架,虽然变异鼠在水面无感觉,但通过训练大部分在寻找平台。
该记忆过程中,靠近神经之间的连接或联会,变得像神经传递那样更强烈,差不多类似于训练肌肉32种现象称为远期潜能,受特殊基因控制,变异鼠是空白。在此之外,重复的信息不加强联会,但通过从神经到神经,似乎得以首次出现。
这是否意味着记忆困难的人,互比有才华的人缺少α - 钙Calmodulin激酶Ⅱ呢?席尔瓦说不那么简单,他说有20000以上的基因在控制曹记忆和存储,“不过这倒给我们提示了解决用什么方法朝分子水平记忆行为的途径”。
[常建林译自Popular Science,1993年2月号]
致癌遗传基因被发现
经过近20年的研究,科学家们最近找到了揭开有关癌症多发家族这一医学之谜的重要线索。这里首次得出令人无法质疑的结论:癌症确与遗传有关。
美国波士顿丹那——佛尔博癌症研究所的弗雷德里克 · 李博士自1968年就一直对一组特殊家庭——其家庭许多成员及其家属在成年初始就患有乳腺癌、脑癌或肺癌。到1990年年底,李博士及世界其它国家的科学家们已集中研究了近100个这样的家族,李博士最近得出结论:这些家族成员携带有致癌基因。
1989年发生的一件事促使李博士得出上述具有突破性的结论,当时一些科学家在癌性结肠肿瘤组织中发现了一种被称为P53的基因的异变体,在随后几个月内,其它科学家发现脑癌、肺癌、乳腺癌和骨癌细胞中也有P53的基因异变体。
科学家们随即认识到P53是几种最新被发现的、被称为抑制肿瘤基因中的一种,在正常情况下,这些抑制肿瘤基因可以控制细胞生长,可一旦这些基因受到损坏(这种损坏也许来自环境因素),那么在这种基因控制下的细胞生长就会变得失控而“疯长”成为恶性肿瘤。
在最新的研究中,李博士和他的同事们经过对癌症多发家庭成员基因物质的仔细分析发现,这些家庭的许多亲属生下来就具有致癌的基因变体,但只有当来自父母的两组P53的复制基因都受损时,子代才会出现癌症。因而那些生来就已带有缺陷的、致癌基因的人得癌症的危险就会大大增加。
科学家们目前正在对更多的癌症多发家族进行跟踪研究,他们希望有朝一日能通过血液检查确定人是否带有致癌基因,如果发现某人已带有致癌基因,就应对其进行长期监查,并建议他少食高脂肪食物,少抽烟,以减少外部致癌因素的影响。
[吕联合译自Popular Science,1992年3月]
板块中部为什么发生地震?
生活在美国北部的人大多把加利福尼亚州称为“地震州”,然而,美国有史以来最大的3次地震却发生在这个国家的中心地带——密苏里州新马德里附近,时间为1811年~1812年的冬季。为什么大地震会发生在这块大陆稳固的中心地带,长期以来地质学家们一直困惑不解。
在巴尔的摩召开的美国地球物理协会会议上,斯坦福大学的兰博 · 刘(Lanbo Liu)和马克、佐巴克(Mark D. Zoback)提出,新马德里地区地下的地幔热流使得北美板块这一部分最弱,因而容易发生地震。 刘说:“通过计算表明,新马德里地震带比周围地区的强度要差得多。”
在美国历史上,北美板块稳固的东半部有二处发生过大地震,一处就是新马德里,另一处是南卡罗来纳州查尔斯顿。新马德里的3次地震估计震级为8. 0或者更大,1886年查尔斯顿发生的地震估计震级为7. 8。
长期以来的传统观点认为,板块内部发生地震主要是该处地壳薄弱所致,根据这种说法,以前的地质构造破坏可能使得地壳破裂,断层所在地容易再次受到破坏。例如,由6亿年前一断层形成地表后的新马德里地区并没有把北美板块一分为二。
刘和佐巴克采取了不同的研究方法,他们从板块下部的上地幔着手。北美板块东部的大部分地区在欧洲板块构造力的冲撞下,由于上地幔比较冷且硬,这就为北美板块提供了一个稳定的基础,但在新马德里地区。他们认为,上地幔太热并具有可塑性,没有强有力的上地幔作基础,所以该处的地壳无法承受地质构造之力,因此很容易引起地震。
据刘和佐巴克介绍,从几条线的测量表明,新马德里地下的上地幔比周围地区要热些。新马德里附近的地热每平方米为58毫瓦,而美国东部的其他地区的平均值要低20%,地震波通过新马德里的地壳下部时变慢,这也为上地幔过热提供了另一种证据。
这一新的理论可能对去年刘和他的同事们所作的测量报告作出解释:新马德里受到的挤压力非常大。当北美板块构造之力推动整个美国东部时,由于新马德里的下部经受不住这种力,所以该处受到的挤压比其他地区都要大些。
[孙家明译自Science News,1993年5月29日]