大自然期待2020年的科学事件

2019-12-24 13:54 来源:和讯科技

199770334.jpg“猎鹰2号”探测小行星“龙宫”(艺术照片)。资料来源:JAXA官方网站

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大型强子对撞机将于2021年5月重启。图片来源:欧洲粒子物理研究所

今日观点

我们的记者刘霞

2019即将过去。除了总结过去一年的喜怒哀乐,我们还应该在新的一年里仰望星空。《自然》杂志网站最近梳理了2020年科学领域值得期待的重大事件。包括中国嫦娥五号月球表面采样返回任务、“火星一号”和许多其他探测器相继到达火星,以及大型对撞机的梦想升级。

奇妙的宇宙探索

火星距离地球最近的点超过5500万公里,距离最远的点超过4亿公里。“火星撞击”每26个月发生一次。在此期间,地球离火星很近,所以向火星发射探测器所需的时间和费用会更少。最近一次“火星撞击”发生在2020年7月。有鉴于此,中国、美国和欧洲正争相在2020年向火星发射宇宙飞船。火星已经“在孤独的沙洲上寒冷”了40多亿年,也将变得非常活跃。

美国宇航局将在夏季发射火星2020漫游车,收集并储存火星上的岩石样本,并带回地球用于未来的任务,还有一架小型可拆卸无人直升机。中国的第一个火星探测器火星1号也将于2020年发射,计划于2021年登陆火星。如果着陆降落伞的问题能够解决,欧洲航天局(欧空局)“罗莎琳·德·富兰克林”号探测器将搭载俄罗斯火箭升空。它将使用能钻到地表以下两米深度的钻头来提取非强辐射物质,这些物质可能含有火星上生命的证据。阿拉伯联合酋长国还计划向火星发射轨道飞行器,这将是阿拉伯国家的首次火星任务。

此外,嫦娥五号将于2020年执行月球表面采样返回任务;日本隼鸟2号将把从小行星龙宫收集的样本送回地球。美国宇航局的“源光谱解释资源安全风化层识别探测器”将“咬”小行星“贝努”的样本。

2019年,科学家在事件视界望远镜(EHT)的帮助下成功拍摄了第一张黑洞照片,引起了全球轰动。但这只是故事的开始!EHT团队有望在今年公布银河系中心超大质量黑洞“人马座A*”的新结果。欧空局的“盖亚”探测器还将更新银河系的三维地图集,以便科学家能够更好地了解银河系的结构和演化。引力波天文学家还将公布2019年观测到的宇宙撞击数据,包括黑洞之间的合并以及此前未观测到的黑洞和恒星之间的碰撞。

欧洲粒子物理研究所希望在2020年为未来的大型对撞机筹集资金。这个世界上最大的粒子物理实验室将于2020年5月在布达佩斯举行特别理事会会议,讨论并决定欧洲粒子物理战略计划的更新,大型对撞机是该计划的一部分。

欧洲粒子物理研究所希望在2020年为未来的大型对撞机筹集资金。这个世界上最大的粒子物理实验室将于2020年5月在布达佩斯举行特别理事会会议,讨论并决定欧洲粒子物理战略计划的更新,大型对撞机是该计划的一部分。

欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机(LHC)是目前世界上最强大的对撞机,总长27公里。欧洲核子研究中心希望通过爬上一段楼梯,可以建造一个100公里长的对撞机,其长度几乎是LHC的四倍,能量是LHC的六倍多。成本可能高达234亿美元。

费米国家实验室将于2020年公布子木g-2实验的结果,无数科学家对此充满期待。这个实验旨在高精度地测量子木(一个拥有较重电子的“表亲”)在磁场中的行为。物理学家希望发现微小的异常,揭示以前未知的基本粒子,从而开启新物理学的序幕。

停止气候变暖,迎接关键时刻

2020年8月,联合国环境规划署(环境署)将发布一份关于地球工程科学和技术的重要报告。地球工程方法旨在应对气候变化。相关措施包括减少大气中的二氧化碳和阻挡阳光。国际海底管理局也将于2020年颁布相关法律法规,使海底采矿成为可能,但科学家担心,这种做法将损害海洋生态系统,甚至给已经遭受破坏的环境带来灾难性影响。

第二十六届联合国气候变化大会将于2020年11月在英国格拉斯哥举行。这次会议将是自2015年《巴黎协定》签署以来最重要的气候变化会议。当时,各国必须提出减少温室气体排放的新目标,以实现《巴黎协定》年设定的目标,即到2100年工业化前将全球变暖控制在2摄氏度以内。目前,大多数国家在履行承诺方面的表现并不令人满意。

新一轮美国总统选举将于2020年11月举行。谁将进入白宫?谁将控制议会?这些结果可能会对科学,尤其是气候科学产生重大影响。

生物健康领域的争议与进步齐飞

在新的一年里,除了星星之海,科学家们不会忽视与人类健康相关的领域。

今年7月,日本政府批准了第一个申请用动物培育人体器官的项目——。该项目使用诱导多能干细胞(iPS细胞)在实验室小鼠中培养人胰腺。该项目的目的是利用相关技术确认人类器官是否能在动物体内正常生长,以便将来移植。尽管这项研究已经被批准,但它仍然引起广泛的争议。一些研究者认为异种移植仍然需要克服道德伦理和技术的巨大障碍,实验室培养的“器官样”可能更安全、更有效。

在抗击传染病等方面。在印度尼西亚日惹,一项关于用沃尔巴克氏菌对抗登革热传播技术的重大试验将得出结论。世界卫生组织也希望到2020年消除昏睡病。

此外,合成生物学家从零开始建造面包酵母的“合成酵母2.0”项目将于2020年完成。研究人员希望转基因酵母细胞能让科学家更灵活、更高效地生产从生物燃料到药物的各种产品。

2020年,能源行业有许多新的参与者,能源领域将会取得许多新的成就:最有前途的是钙钛矿太阳能电池(000591,Guba)。与目前大多数电池板中使用的硅相比,钙钛矿具有更高的光吸收效率、更低的成本和更简单的制造工艺。因此,钙钛矿太阳能电池已经成为该行业的“新宠”,许多公司计划在2020年开始销售这种电池。此外,在2020年7月的东京奥运会上,丰田汽车公司有望发布第一款固体电池驱动汽车的原型。这种电池用固体电解质代替传统电池中的液体电解质。在过充电等异常情况下,液体电解质电池容易发热,导致自燃甚至爆炸。与增加电池的能量密度相比,它还可以解决安全问题。

超导专家也将在2020年迎来重大突破。他们一直希望开发能在室温下工作的超导体。他们认为,一旦这种超导体问世,它将彻底改变电力传输的方式,并节省大量能源。2018年,一个国际团队发现,在极高的压力下,“超级氢化镧”可以在零下23摄氏度表现出超导性,这是向室温超导体迈出的一大步。研究人员计划在2020年进一步努力合成超级氢化钇,这有望在53摄氏度实现超导性。

从浩瀚的银河系到微小的尘埃状酵母,从巨型对撞机到小型固态电池;从消灭登革热的小愿望到遏制气候变暖的大愿望.所有这些都有科学家的辛勤努力。

诺贝尔生理医学奖得主、俄罗斯科学家伊凡·彼得罗维奇·巴甫洛夫曾经说过:“多亏了科学,它不仅让生活充满了幸福和快乐,还给予了生活支持和自尊。”我们对2020年即将到来的科学事件表示感谢,并充满期待。