数量庞大的外星系行星

　　根据理论研究推测宇宙充满着行星。但天文学家还只在4年前才探测到太阳系以外的行星，当时他们仅仅根据外系行星的母星的波动来定位，这是一种为怀疑主义留下了想象空间的间接方法。但在1999年，天文学家已毫无疑问地肯定了外星系行星的存在。他们抓住了外系行星移动时的一个像面，每3. 5天该像面有数小时明显地处于背阴而变暗。天文学家们还概括了该行星的特征：它大约比地球大200倍，其直径明显大于木星，而且也像木星一样，主要由氢氦组成。

　　也是在1999年，另一组研究人员发现了外星系行星的可望而不可及的星光。新发现的这颗行星全年都在稳定地移动，带动了已知的太阳系外的约30颗行星。它的最新行距甚至于可进人其母星的世界，那儿有液态状的水，是有生命存在的世界。然而不幸的是所探测到的全部外系行星几乎都是气态巨星，类似于木星，缺少固态的表面。更甚者，它们几乎都沿着偏心圆运行，不像我们所在的太阳系行星。这些问题现在只好先留给理论学家去研究了，虽然这一联串新数据已经确认了这些新行星的正常存在。在这一基础上，这些新星系的系统配置似乎类似于我们的行星系，是几乎不确定的。

平坦而幸福的空间

　　宇宙学家几乎不相信这一时来运转，最新的观察现象经常会使理论学家急速转回到他们的平衡点。但现阶段理论学家从宇宙中大量基本计算中得到了所需的答案：宇宙显示出包含了恰当数量事项和它起始要求的能量总和的精致图像。

　　该理论即称为宇宙膨胀论，适合于首次的宇宙大爆炸，使宇宙极佳地几乎平坦地伸展。所以平行的光线能永远保持平行。但是直到最近，宇宙似乎呈现出不可矫正的弯曲，这是因为质量可改变时空的形状。

　　宇宙学家认为一个平坦的宇宙意味着一种特殊的物质密度，由于十分坚硬，他们只能发现该密度所需要的1/3硬度。

　　1999年，一种可能的解决方法出现了：对远距离的正在爆炸的星球的测量提出了在空洞中的神秘能量可加速宇宙的爆炸。能量可以像物质一样使宇宙弯曲，该发现提出了能量可以补充物质来拉平宇宙。现在，被称为微波背景的冷却的宇宙辉光已产生了它们所做出的信号——微波的辉光在新生的宇宙中稍许热一点和冷一点的区域中保留了昏晕的烙印。这些波动是宇宙几何学的一种测试图。如果展现出1弧度空间，则宇宙是平坦的。可从现已认可的1度峰顶——安第斯山主峰、南极极点和探测气球上观察。为此，理论学家们感到欢欣鼓舞。

揭露神秘的闪光

　　γ射线冲击——宇宙大爆炸能在数秒内发出超过太阳100亿年发出能量的总和。这一神秘的现象已保留了30年。但是自从1997年以来，天文学家雇用了基地望远镜机队，能快速跟踪星球爆炸后的朦胧辉光，使研究人员接近了大规模爆炸的自然本质。至少可把某些看作是快速旋转时超大型星球崩溃时新生黑洞娩出时的“啼哭”。来自新生黑洞的超强劲物质流犁过瓦解的星体并在一次巨大型超级新星爆炸中把它吹裂成碎片，在这过程中产生了巨量的γ射线。

　　第一次试探性的把Y射线的爆发和超级新星联系起来是在1998年4月。从1999年来自加利福尼亚、芝加哥和阿姆斯特的研究所的新发现似乎接近了这一联系。是通过揭示出超大新星对3处以上γ射线爆发后逐渐消退的余辉的超强劲影响而联系起来的。

　　随着天文学家继续快速投身于爆炸机制的研究，以及2颗运载着快速响应望远镜的NASA卫星分别于今年1月份和2003年升空，将会有更多详情补充进来，将使这一门庞大的爆炸物理学更加光彩夺目。

光子晶体上的新光

　　半导体通过比巨大的电子管更快地引导电子流而改变了通信和计算机工业的发展。观察家们期待着这些工业领域通过光子晶体——一种控制光子的晶格状结构，其原理像半导体控制电子一样——但 是以光速操纵，在21世纪有再一 次的变革。1999 年研究人员迎来了一系列在飞行的光子晶体中的重大突破，铺平了调整光子晶体光学装置的道路。

　　光子晶体是由不同光学特性的材料组成，能排斥一定波长的光。在晶体中引入一个瑕疵，使被禁止的光能沿着瑕疵点进入。1999 年许多研究所都展示出光子晶体的光导潜力。一个研究室创立了一个光子带隙镜，可完全反射一定波长的光，并使它旋转进入一根管子，可绕着锐角调节而不产生散射。其他研究室选用不同的方法在光纤中采用特定模式的洞来捕获光线。这些光导纤维能运载那些能损坏普通光纤的高密度光，并促进了工业焊接和机械加工方面的技术进步。

　　1999年度，美国加州的研究人员还开发了第一个光子晶体激光器。使用光子波导在一块晶体上联结数千个这种光子激光器，可产生一个集成光路，应用范围很广，从电信线路到光子计算机。

另一半如何冷却

　　4年前研究人员把铷原子放在“Bose—爱因斯坦”冷凝液——一种量子力学超粒子液中去冷却，这是1995年——分子年的标志性的成就。1999 年研究人员在这同一实验室里跨过了另一个里程碑，冷却了ornery原子蒸汽。这是跨向创造一个更奇妙的宏观量子能态的第一步。

　　每种物质的粒子不是以玻色子状态就是以费米子状态存在。玻色子具有量子能态功能，像激光中的光子，“Bose—爱因斯坦”冷凝液中的铷原子。费米子含有电子夸克及在周期表中的约半数原子，它们拒绝被迫成为相同能态而是企图占领交界能带，就像环绕原子满能量层的电子所做的。

　　然而在1999年，美国科罗拉多的研究人员发现了有助于驯服野性费米子的方法。科学家们把费米子状钾原子放入不同的量子能态，导致原子之间产生碰撞。碰撞过程中每个费米子都有能量损失。进一步冷却这些粒子气，使之进入一种状态——即 原子精确地按能级状排列的状态。

　　这种冷却法令人豁然开朗，使仍处低温态的费米子可以同心轴配对成为玻色子复合结构，就像电子在无阻力条件下穿过超导体一样。这一成就可引导量子物质达到下一能态：一种费米子的原子超液体。这是迈向新一代原子钟和新一代激光的第一步。

　　[ Science， 2000年1月4日]