热门故事:竞争对手的巨型望远镜,巨大的植物,以及“面筋敏感性”背后的神秘面纱

热门故事:竞争对手的巨型望远镜,巨大的植物,以及“面筋敏感性”背后的神秘面纱
(从左到右):GIANT MAGELLAN TELESCOPE-GMTO CORPORATION; MICHAEL HANSON / AURORA照片; PAUL TAYLOR / GETTY IMAGES
热门故事:竞争对手的巨型望远镜,巨大的植物,以及“面筋敏感性”背后的神秘面纱

两个美国领导的巨型望远镜项目,近20年的竞争对手,本周宣布他们已经同意联手。 智利正在建造的望远镜巨型麦哲伦望远镜和支持希望在夏威夷莫纳克亚山上建造的三十米望远镜尚未完成获得必要的合作伙伴和资金。 他们现在将共同努力赢得资金,这可能有助于项目赶上第三台巨型望远镜 - 欧洲极大望远镜,将于2024年开始运作。

植物比地球上任何其他生命王国都拥有更多的重量,占生物中储存的所有碳的80%。 这是对地球生物量的一项全面的新调查中的一个惊喜,该调查发现物种数量最多的群体 - 例如节肢动物 - 不一定是最重的群体。 人类及其牛,猪和其他牲畜与植物相比相形见绌,但比野生哺乳动物的重量超过20倍。

一小群研究人员试图弄清楚为什么小麦产品会让一些人生病。 患者并不疯狂 - 很清楚。 但他们的疾病是一个谜。 他们没有乳糜泻,这是对麸质的自身免疫反应 - 通常是小麦,大麦和黑麦中的蛋白质混乱。 他们测试了小麦过敏的阴性。 他们占据了医疗无人的土地。

长期以来,科学家们一直想知道,在6600万年前的小行星撞击中,有多少鸟类幸免于恐龙的其余部分。 现在,他们可能有他们的答案:很少,大多是小答案。 一项新的研究表明,广泛的森林火灾使得依赖树木的鸟类无法生存,这意味着今天巨大的鸟类多样性可能只来自少数地上居住的幸存者。

根据一项新研究,世界上最大的两栖动物 - 中国大sa( Andrias davidianus )应该被分成至少五种,所有这些都在野外极度濒危。 更重要的是,目前的保护措施可能导致这些遗传上不同的物种相互杂交,有效地将它们融合成一个物种。

英国公布了雄心勃勃的空气污染计划

英国公布了雄心勃勃的空气污染计划

英国新的清洁空气战略旨在控制氨的排放。 一个主要来源是动物粪肥,这里作为肥料,从农业经营。

John Eveson / Minden图片/ AP图片
英国公布了雄心勃勃的空气污染计划

英国希望成为清理污染空气的全球领导者 - 但该岛国可能无法单独实现其雄心勃勃的新目标。 上周,英国政府发布了一项减少空气污染的战略草案,该战略将强制实施工业化世界最严格的排放目标,用于储存人体肺部和缩短生命的微小烟尘和其他化合物。 该计划还将解决特别难以控制的微生物烟雾来源:来自农田和粪堆的氨。

空气质量研究人员正在赞扬104页清洁空气战略的目标,总理特蕾莎梅政府于5月22日发布公众评论。 但他们提醒说,实现这些目标将是一项挑战,部分原因是英国的大部分微粒污染都会从其他国家流失。 即使在家里,清理多种广泛的污染源也需要资金和政治意愿。

最大胆的目标是到2025年将呼吸空气的人数减半,其中细颗粒浓度小于2.5微米,超过世界卫生组织(世卫组织)规定的水平。 世界卫生组织10微克每立方米(μg/ m 3 )的颗粒物标准平均超过一年,比欧盟的限制要严格得多,欧盟的限制在2020年将降至20微克/立方米。(美国标准为12 μg/ m 3。

英国约克大学大气化学家,英国利兹国家大气科学中心副主任阿拉斯泰尔·刘易斯说,这种承诺是受欢迎的,尽管它没有要求英国达到严格的世界卫生组织限制在国家的每个社区,它可能“成为人们将[政府]持有的事实上的标准。 你不能把精灵放回瓶子里假装你从来没有说过。“

为实现这一目标,政府提出应对国内炉灶和壁炉产生的排放,这些排放占英国颗粒污染的38%。 新规则可能会限制使用污染性燃料,例如湿木材,并提高新炉灶的排放标准。 该计划还设想到2040年逐步淘汰柴油燃料列车,并加强车辆轮胎和制动器的标准,这些标准在使用过程中会甩掉微小的颗粒。 (该计划未涉及其他车辆排放,第二份文件将涵盖这些排放。)

另一个关键策略是减少氨的排放,氨会加剧大气中产生一系列有问题微粒的化学反应。 农场使用化肥和牲畜和家禽粪便产生约88%的英国氨气排放量,因此拟议的计划将限制肥料的使用,并要求覆盖粪堆以捕获氨气。 爱丁堡生态与水文中心的环境物理学家Mark Sutton说,这些步骤可能是控制氨排放的“关键转折点”。 Sutton指出,如果目前的趋势继续下去,英国将无法实现2020年的氨目标。

但是,对数千个农场实施氨限制将是复杂的,并且可能遇到农业利益的阻力。 虽然政府表示它正在表明承诺在打击颗粒物方面“比欧盟更快,更快”,但英国可能需要其他欧洲国家的帮助才能实现削减,因为该国烟雾多达三分之一 - 特别是在该国的东南部 - 以前体气体的形式从大陆漂移。

大扫除计划直到2019年初才计划完成,许多细节尚未完成。 刘易斯说:“他们在很多方面都在战斗......各种各样的行业和行业。” “问题是:他们真的列出了一个他们将拥有资源和能力的案例吗?”

棒昆虫长途跋涉 - 被鸟类吃掉

棒昆虫长途跋涉 - 被鸟类吃掉
Hakuren Kato
棒昆虫长途跋涉 - 被鸟类吃掉

棒虫不能自己长途跋涉,但它们已经设法远远地扩散,甚至分散在未连接的岛屿上。 现在,科学家已经发现了一种可能实现这一目标的方法:被鸟类吃掉。

许多植物使用鸟类来分散它们的种子。 鸟类吃水果,远离植物,然后大便,将植物的种子放在一个新的位置。 当吃昆虫时,人们认为它们和它们未出生的幼崽不能生存,但是一组研究人员想知道一种类似的机制是否有助于昆虫长距离运输它们的后代。 棒虫使得具有非常硬的壳的卵可以在酸性环境中存活,例如在鸟胆中。

棒昆虫长途跋涉 - 被鸟类吃掉
神户大学

该团队将三种棒状昆虫的卵子喂养到褐耳球( Hypsipetes amaurotis ,如图),这是一种在东亚常见的中型鸟类,也是日本主要的鸟类捕食者。 几个小时后,鸟类通过了鸡蛋,研究人员发现,对于每个物种,5%到20%的鸡蛋在没有受伤的情况下幸免于难。 该团队今天在生态学报道,一种来自一个物种的卵, Ramulus irregulariterdentatus ,甚至孵化出来。

如果策略是昆虫过去使用的策略,那么各种棒状昆虫物种的遗传学和鸟类飞行路径之间应该存在相关性。 这是团队计划接下来要调查的事情。

啤酒吊带机器人预测你是否会给那个啤酒竖起大拇指

啤酒吊带机器人预测你是否会给那个啤酒竖起大拇指
iStock.com/doug4537
啤酒吊带机器人预测你是否会给那个啤酒竖起大拇指

当我们在机器人上裁掉越来越多的工作时,有一些你认为我们会为自己保留的东西,比如啤酒品尝师。 但酿酒商通常需要一种自动化的方式来确保产品质量,澳大利亚的一个研究团队已经开发出一种廉价的方法来帮助他们。 他们最新的研究评估了一种新鲜倒入的啤酒泡沫顶部。 为什么要关注泡沫? 因为泡沫会影响人们对啤酒和起泡酒的享受,而不仅仅是味道和香气。

为了衡量人们对啤酒泡沫的反应,研究人员需要采用一致的方法来生产泡沫,因此他们使用了RoboBEER,这是一种他们之前用乐高积木制造的机器人,可将啤酒从瓶子倒入玻璃杯中。 他们向人们展示了这些机器人的视频,并向他们询问了几个关于他们如何喜欢泡沫的高度和稳定性的问题,以及啤酒的清晰度和整体感知质量。 目标是能够向人们展示视频并预测这些评级,而无需长期或任何问卷调查,也无需提供任何实际的啤酒,这会使评估过程更加缓慢。

为了进行预测,研究人员使用了两种类型的数据。 首先,当RoboBEER浇注时,它测量了15种啤酒属性,包括气泡大小,啤酒颜色,气体释放,泡沫高度和稳定性。 其次,当他们观看啤酒视频时,人们的脸被录像。 人工智能(AI)分析视频以测量生物特征因素,例如瞳孔扩张,心率和情绪表达。 对于每个观察者,研究人员将28个RoboBEER和生物特征数据输入神经网络 - 另一个AI算法 - 以查看数据是否与人的意识评级相关。

团队在食品控制中报道, 。 在未发表的工作中,该团队发现只有RoboBEER数据的人工智能可以预测啤酒的可爱性 - 消费者甚至是鉴赏家在啜饮课程中的评分 - 准确率约为90%。 它不需要指定的驱动程序。

这种古老的鱼比鲸鲨更大 - 并且比科学家想象的要快

这种古老的鱼比鲸鲨更大 - 并且比科学家想象的要快
Maurilio Oliveira
这种古老的鱼比鲸鲨更大 - 并且比科学家想象的要快

长期以来,科学家一直在努力解释为什么硬鱼是如此之小:最重的 - 海洋翻车鱼 - 只有2.3公吨,但像鲸鲨这样的软骨鱼类可以重达34公吨。 现在,一项对一位古代巨人的新研究表明,这种现代差异仅仅是一种进化意外。

根据一个论点,构成所有鱼类95%的骨鱼可能 。 较大的动物通常必须使用较少的氧气/克组织; 因为骨鱼似乎比鲨鱼有更高的代谢需求,它们可能根本不可能比海洋太阳鱼大得多。

输入Leedsichthys problematicus 已灭绝的鱼 - 被认为是史上最大的鱼 - 大约1.65亿年前在欧洲和南美洲。 它长到至少16.5米长,可能重达45公吨,这意味着它甚至比今天的鲸鲨更大。

实现现代生物学家已经将古代鱼类排除在他们的等式之外,科学家们决定计算L. problematicus的代谢需求。 他们使用来自活体硬骨鱼的数据作为指导,他们发现它不仅能存活,而且还能繁衍生息:从理论上讲,这条巨型鱼可以同时仍保持其组织充分氧合,他们本月在古生物学报道。 相比之下,最快的活鱼可能 。

研究人员总结说,为什么今天没有巨大的骨鱼,这仍然是一个谜,但从代谢上讲,没有理由不存在它们。

科学候选人:Kopser在得克萨斯州获胜后建立了大帐篷

科学候选人:Kopser在得克萨斯州获胜后建立了大帐篷

上周,约瑟夫·科普瑟(Joseph Kopser)赢得了决选,以赢得德克萨斯州第21届国会选区的民主党初选。

约翰戴维森
科学候选人:Kopser在得克萨斯州获胜后建立了大帐篷

今年, Science Insider正在跟随一些具有科学,技术,工程和数学背景的候选人,因为他们竞选美国众议院的席位。 在一些地区,科学候选人最终在11月6日的大选中代表其党派竞争。

这就是德克萨斯州第21届国会区所发生的事情,拥有工程背景的约瑟夫·科普瑟(Joseph Kopser)赢得了5月22日的民主党初选,其中还包括部长和前数学家玛丽·威尔逊。

今天,在一个由两部分组成的系列文章的第一部分中,我们将看看Kopser计划如何在他的胜利基础上再接再厉。 明天,威尔逊讨论了她的失败以及她竞选公职的经历。

Kopser上周获得民主党在德克萨斯州中部举行的国会议席提名,他说服他的党派选民认为他是在共和党地区赢得11月大选的最佳机会。 但清洁能源企业家和纽约州西点军校的工程师走得很好:他同时批评“幻想破灭”的共和党人和独立人士,同时批评唐纳德特朗普总统的“混乱”和“无纪律”政策。担心他的政策对选民产生“麻木”的影响。

“现在,11月最有可能参加民意调查的选民都疯了,他们一直在努力的事情因为总统所做的事情而面临风险或倒退,”Kopser说。在上周的主要径流中击败了前社区大学数学教授玛丽·威尔逊,58%到42%。 “这些行动使得改善清洁能源经济,改善我们的医疗保健体系,或通过预算,或谈论移民改革等事情变得更加困难。”

Kopser上周表示,与朝鲜领导人金正恩峰会的不确定性只是最新的例子。 特朗普的“决定[离开计划于6月12日举行的会议]是对峰会从未真正开启的事实的代码,”他说。 “天哪,他甚至没有提名驻韩大使。 他做这些事情是因为他喜欢看到他的名字。 这对治理来说并不好。“

寻求共同点

威尔逊和科普尔于5月22日对阵,因为3月6日的初选中没有获得多数选票,其中有4名候选人。 威尔逊赢得第一轮,获得31%的选票; Kopser得到了29%。 虽然在竞选期间都没有强调他们的科学训练,但在同一轮投票中有两名具有技术背景的候选人是不寻常的。 Kopser得到了314 Action的支持,这是一个帮助想要竞选公职的科学家和工程师的非营利组织。

“我们对约瑟夫的胜利感到欣喜若狂,”总部位于宾夕法尼亚州费城的组织执行董事约书亚莫罗说道,该组织已经与Kopser合作了一年多。 “他是一个认真的候选人,我们对秋季运动感到非常兴奋。”

莫罗捍卫Kopser的大帐篷战略,指出“你必须吸引许多不同的选民”才能赢得大选。 上周,Kopser告诉支持者“如果我们专注于我们所有人的共同点,那么我们可以在11月赢得胜利”,并且在这个残余部分他反复告诉他的观众“有更多的东西使我们团结起来而不是分开我们。”

在民主党几十年无能为力的地区,这种做法是有道理的。 但是,一些民主党人质疑他在一系列问题上的进步立场 - 从医疗保健和教育到经济,移民和环境 - 是否真实。 相反,他们担心他只是名义上的民主党人,迟到加入民主党的人,因为它似乎是通往国会席位的最简单途径。

Kopser承认,他十几岁时钦佩前总统罗纳德里根,并表示他在20年的军事生涯中避免投票,以保持无党派的立场。 对他而言,作为一名民主党人意味着拥有自由主义价值观,同时认识到实施这些价值观可能有多种途径。 他对可再生能源的倡导是他如何在自己的党内捍卫自己的记录的一个很好的例子,即使他试图扩大他的支持基础。

Kopser离开军队后成立了一家优化驾驶公司,并与德克萨斯州官员合作,推动民用和军用领域的绿色技术。 所以他对这个问题的记录很满意。 然而,如果他面临着做出选择的压力,他对商业利益的支持是敏感的。

“气候变化是真实的,它是由人类引起的,”他告诉Science Insider。 “避免负面后果的唯一方法是转向100%可再生能源。 我在胜利演讲中提到过,因为在竞选期间,男孩让我被那些不认为我足够纯洁的人或任何正确的词所打败。 很多民主党人对这个问题充满热情,我想确保他们知道我的承诺。“

当被问及他将如何走向以可再生能源为基础的经济时,他说他希望确保每个部门都能在转型过程中获得重要的价值。 “在政治上可行的第一件事就是利用这个州丰富的风能和太阳能,”他开始说道。 “我们还需要将工业和劳动力结合起来,以利用现有的职业培训计划,以确保我们有足够的合格人员来完成这项工作。 另一个明显的步骤是向大学提供更多资金,以加快电池存储研究。 然后,我们必须让我们的共和党朋友相信,有充分的经济理由来证明自己能够转向可再生能源经济。“

飙升的支出

在主要和径流期间,Kopser享有比威尔逊25比1的筹款优势,仅在4月份就带来了100万美元。 在今年的某一时刻,他声称在现任共和党特德克鲁兹和民主党代表贝托奥罗克之间的美国参议院激烈竞选之外筹集的资金超过任何其他德州政客。

Kopser没有计划为大选做好准备,并预计他将需要每一美元来击败共和党人Chip Chip,后者在为州检察长工作之前曾担任克鲁兹的参谋长3年。 尽管拥有巨大的财务优势,包括来自保守的增长俱乐部的支持,罗伊还是挤过了他的决赛对手。

当被问及赢得多少钱时,Kopser会反对。 “不知道多少钱。 但我知道这需要很多。“

与此同时,Kopser相信他的包容性信息将帮助他迎接挑战。 “无论你今晚是否投票给我们,”他在决赛的当晚表示,“无论你在政治领域,我们都希望听到你的担忧。 我们想为你创造一个地方,我们想把这个地区聚集在一起。“

美国学院会驱逐性骚扰者吗?

美国学院会驱逐性骚扰者吗?

美国国家科学院院长马西娅麦克纳特希望成员考虑弹射骚扰者。

斯蒂芬沃斯
美国学院会驱逐性骚扰者吗?

由于备受瞩目的性骚扰案件引起了公众的批评,美国国家科学院,工程和医学院院长上周宣布,他们可能会采取新的政策,允许知名机构抛弃犯有骚扰和其他形式的不当行为的成员。 学院的成员 - 既是尊敬的社团,也是美国政府的顾问 - 由现有成员选举为终身任期,而且这些机构目前缺乏将其删除以进行骚扰的机制。

由于科学家和公众在三个华盛顿特区的学院“非常信任”,他们的领导委员会“已经开始就成员职业行为的标准进行对话”,总统们在5月22日的声明中说。 “我们希望确保我们尽一切可能防止性骚扰,灌输包容和尊重的文化,并强化骚扰是不能容忍的。”该声明由美国国家科学院院长Marcia McNutt签署(NAS); CD Mote Jr.,国家工程院院长(NAE); 和美国国家医学院(NAM)主任Victor Dzau。

一些研究人员欢迎该公告。 伊利诺伊大学厄巴纳分校研究科学性骚扰的人类学家凯特克兰西在推特上写道:“这看起来似乎很小,但作为一个与他们一起工作2年的人,这对于这个组织来说是个大事。” 克兰西帮助撰写了一份关于科学性骚扰的NAS报告,该报告将于6月12日发布。

但克兰西和其他人也表示担心“对话”不会导致重大变化,并批评学院行动太慢。 “麦克纳特和其他科学社会的总统有道德要求让这些傻瓜出局。 人们需要知道科学界的女性在等待我们的社会背后,“纳什维尔范德比尔特大学医学院的神经科学家BethAnn McLaughlin说。 5月6日,McLaughlin在科学文章中了加利福尼亚州圣地亚哥Salk生物研究所的科学家和NAS成员Inder Verma 并发起了一项网上请愿,要求NAS推翻因性骚扰而受到制裁的成员。 (Verma否认了这些指控; Salk正在调查。)

麦克纳特认为,正确的做法将需要时间在她经营的那个沉闷且充满​​治理的学院。 McNutt在推特上发布了NAS的17名成员管理委员会 - 其中包括11名女性 - 将在下一次会议上讨论这个问题,并着眼于在明年4月的年会上对NAS章程进行全面的修改。 麦克纳特在一条推文中表示,这次投票的结果并不确定。 “任何认为[改变章程]很容易的人都没有试图获得70岁以上男性平均年龄超过80%的名誉社会的多数投票。”(2382名NAS成员的平均年龄为72岁; 84岁%是男性。)

NAM和NAE提到了关于这两个机构将如何进入NAS的问题,NAS表示现在还为时尚早。

美国大学,科学协会和研究资助者正在努力应对一系列性骚扰和科学不端行为的指控。 一个社会,即美国地球物理联盟,已将其研究不端行为的定义扩大到包括性骚扰,并取消了对面临不当行为指控的科学家的荣誉。 大学已暂停或解雇因骚扰而被调查的研究人员,或被发现是骚扰者。

然而,直到上周,尽管受到越来越多的批评,学院仍大致保持沉默,如何解决其7000名成员之间的不端行为。 截至5月29日,已有超过2700人签署了McLaughlin发起的请愿书,要求NAS推出“因性骚扰,报复和攻击而受到制裁的成员”。

学术界终身会员资格所带来的难题已经有一段时间了。 NAM成员Arthur Kellermann,马里兰州贝塞斯达健康科学统一服务大学(USUHS)院长,去年提起诉讼,要求他的学院招募医生Eric Noji。 据“纽约时报”报道,该大学2016年的一项调查发现,曾担任USUHS兼职教授的Noji抄袭了几篇研究论文,并在他当选NAM之前歪曲了他的证书。 大学解雇了Noji,但他仍然是NAM的成员。 在2016年底,该案件促使NAM采用新规则,允许其“撤销”成员资格,如果“后来由授​​权机构确定所依据的选择信息是错误的”。

根据涉及骚扰的新章程,其他现有的学院成员可能容易被驱逐出境。 2015年,天文学家Geoffrey Marcy在加州大学伯克利分校辞职后,Buzzfeed公布了一项大学调查结果,该调查结果表明他违反了性骚扰政策。 哥伦比亚大学神经科学家托马斯杰西尔在哥伦比亚大学调查结束后被学校和霍华德休斯医学研究所解雇,结果他违反了哥伦比亚大学关于教师与学生之间双方同意性关系的政策。

究竟学院如何进行驱逐以及他们在采取行动之前可能需要的证据只是他们领导委员会面临的两个问题。 一些人认为,机构不当行为的结果应该足以击中弹出按钮。 但NAS成员,剑桥麻省理工学院的癌症科学家罗伯特温伯格不同意这一观点。 温伯格在给科学的一封电子邮件中写道:“我完全不相信被告方主办机构的性骚扰调查结果会以统一的证据和公平标准来判断。”

“确保有正当程序非常重要。 ......指控不应该足以驱逐一名成员,“Robert Cook-Deegan说,他是亚利桑那州立大学的科学院和科学政策专家的长期观察员,总部设在华盛顿特区。他补充说:”学院会做得好进入警务和起诉,而是确定法院的调查结果或系统和可信的行政程序。“

与美国的学院不同,一些外国名誉学会确实有针对不当行为驱逐会员的程序。 但据他们的发言人称,德国学院(称为Leopoldina)和荷兰皇家艺术与科学学院并没有将记忆中的成员驱逐出境。 一位发言人在一封电子邮件中写道,在英国皇家学会,“驱逐名单主要是历史性的,引用的首要原因是不支付订阅费用”。

华盛顿特区的美国科学促进会( 科学出版社)也没有机会驱逐终身当选的研究员。 但发言人Tiffany Lohwater表示,美国科学促进会领导人正在起草一项政策,要求撤销不符合“普遍持有的职业道德和科学诚信标准”的研究员。

埃博拉疫苗试验期间的研究:这很复杂

埃博拉疫苗试验期间的研究:这很复杂

在刚果民主共和国进行的长期埃博拉血液研究将在该国偏远地区设立临时实验室,将加入疫苗试验。

UCLA-DRC研究计划
埃博拉疫苗试验期间的研究:这很复杂

在像刚果民主共和国(刚果民主共和国)正在进行的致命的埃博拉病毒爆发期间,研究必然落后于已证实的遏制战略,包括隔离受感染的人,识别和测试他们的接触者,以及安全埋葬死人的。 但刚果民主共和国已经批准了一项疫苗试验,第二项研究捎带它来评估疫苗的免疫反应,希望“实验性”干预可能有助于抑制疫情并为未来提供一些见解。

默克制造的未经许可的疫苗在2015年爆发期间在几内亚举行的一项大型临床试验中表现异常,但随着这种流行病已经逐渐减少并且对其结束影响不大。 在刚果民主共和国的最后一次统计中,确认,可能或怀疑了52起案件; 据报道有22人死亡; 疫情已蔓延到赤道省的三个地方,其中包括一个在交通繁忙的刚果河上有120万人口的城市。

新的试验将反映几内亚使用的策略,并围绕病例接种人员的“戒指”:接触者(已经有600多人),接触者联系人和一线应急人员。 该研究将跟踪接种疫苗的人群,了解他们是否患有疾病并监测不良事件以评估安全性。 出于道德原因,没有对照组,因此该研究将产生有限的有效性数据。 “疫苗只是大反应的一部分,”居住在雅温得的无国界医生组织的微生物学家Yap Boum解释道,他正帮助刚果民主共和国公共卫生部开展这项研究。 (可能会进行其他实验性治疗的研究,如单克隆抗体和药物,但尚未得到刚果民主共和国政府的批准。)

第二项研究将尝试从疫苗试验中提取更多数据。 自2015年以来,由洛杉矶加利福尼亚大学的流行病学家Anne Rimoin领导的一个小组一直在与刚果民主共和国的同事一起开展一项埃博拉研究,该研究从1000多名医护人员和大约100名幸存者那里采集了血样。和他们的联系。 现在,与Boum和疫苗团队合作,该小组正在扩大这项工作,以收集参与疫苗试验的新志愿者的样本。 Rimoin说:“通常在爆发期间,你正忙着制定这些协议,幸运的是,我们已经有一个与政府的目标很好地匹配,并且每个人都想知道这些疫苗的效果如何。”

血液工作可以澄清人们是否已经预先存在对埃博拉病毒的免疫力,在这种情况下疫苗可以促进现有的反应。 疫苗在接种和不接种埃博拉病毒的人群中引发的各种免疫反应分析也有助于澄清疫苗成功或失败的原因。

为了正确收集和储存血液样本,Rimoin的团队使用低至-80°C的冷冻室前往DRC的偏远地区,他们使用自己的发电机和电池供电。 他们还购买了数千个试管,移液器和其他设备来建立他们的现场实验室。 Rimoin说:“当我们做这项工作时,我们花了很多时间来处理如何保持样品冷却的物流。”

虽然几内亚试验发现该疫苗在接种疫苗的集群中提供了惊人的100%保护,但并没有从参与者那里采集血液。 Rimoin指出,几内亚人群在遗传和免疫方面与刚果民主共和国的人口不同。 她特别指出,在这一流行病之前,几内亚从未见过埃博拉,而这是刚果民主共和国的第九次爆发。 Rimoin说:“获取尽可能多的数据来了解疫苗在不同人群中的作用非常重要。”

一些从事几内亚研究的研究人员质疑在刚果民主共和国采集血液样本的实用性和价值。 “血液抽取会使受疾病影响的社区的野外活动复杂化,血液不仅仅是一种流动性,而且还具有象征意义,”玛丽 - 保尔凯尼说,她在为世界卫生组织工作时帮助完成了这项研究。 她现在是巴黎法国生物医学研究机构INSERM的研究主任。 在几内亚研究时,社区对一些外展工作者做出了暴力反应,最初很多人担心很多人甚至不会自愿参加疫苗研究 - 但是有近8000人参加了疫苗研究。

纽约市国际艾滋病疫苗倡议组织负责人马克·费恩伯格(Mark Feinberg)也曾质疑里米恩研究的价值,他曾在几内亚的试验期间为默克公司工作。 默克公司的疫苗在许多其他研究中进行了测试,其中一些进行了抽血,以帮助澄清疫苗接种与各种免疫反应之间的关系。 默克表示,它计划在这些试验中使用来自约18,000名接种疫苗的人的数据来支持其明年的执照申请。 费恩伯格说:“我不确定在刚果民主共和国当前爆发的疫苗中获得额外的免疫反应数据会显着增加这一数据包。”

对于马里兰州贝塞斯达国家过敏和传染病研究所负责人Anthony Fauci来说,更多的数据总是很好。 他说:“拥有可以检查的材料总比没有任何材料更好。” 华盛顿州西雅图的国际健康非营利性PATH流行病学家Linda Venczel表示同意,他在刚果民主共和国工作。 她说,这项研究“太棒了”,而Rimoin的团队得到了该国公共卫生领导者的信任。 “他们的血清学非常重要,”Venczel说。 “这是我们需要的那种量化数据。”

Rimoin希望他们的研究能够发现惊喜。 事实上,在1月30日的“传染病杂志”上 ,Rimoin及其同事描述了他们如何在刚果民主共和国的数百人身上发现埃博拉抗体,这些人生活在从未有过记录的疾病爆发的地区。 “还有更多问题要回答,而不仅仅是执照,”她说。

大堡礁在过去的3万年中有过五次濒临死亡的经历

大堡礁在过去的3万年中有过五次濒临死亡的经历

澳大利亚大堡礁沿岸的珊瑚正在努力应对海平面上升的问题。

Frans Lanting / MINT图像/科学来源
大堡礁在过去的3万年中有过五次濒临死亡的经历

一万三千年前,随着最后一个冰河时代的结束,整个澳大利亚的大堡礁都消失了。 不断上升的海平面覆盖了世界上最大的珊瑚群,沉积物从新淹没的土地上消失,阻挡了珊瑚需要生长的阳光。 珊瑚礁最终恢复,但需要数百至数千年。 根据一项新的研究显示珊瑚礁在地质时间上的边界不断变化,这种近乎死亡和最终的复活不是一次性的。 这是一个故事,在过去的30,000年里已经发挥了五次 - 今天可能会再次发生。

亚特兰大乔治亚理工学院的古气候学家Kim Cobb表示,这项研究“对于了解珊瑚面临变化的弹性以及它们在灾难性事件发生后恢复的速度”有一些非常重要的经验教训。在工作中。 她说,今天的海平面上升速度是温和的 - 约为13,000年前的10% - 但未来可能会急剧加速。

为了进行这项研究,科学家们使用水下声纳来定位海底的地方,这些地方位于珊瑚礁过去可能生长的珊瑚礁之外。 然后,他们钻了20个洞,提取了包含过去3万年沉积的化石珊瑚和沉积物的岩心,跨越了最后一个冰河时代的一部分和随后的温暖千年。

该团队发现,在此期间,珊瑚礁上下移动,密切跟踪海平面变化,速度高达每千年20立方米。 研究小组今天在“ 自然 - 地球科学”杂志上报道说,当海平面达到21000年前的最低点 - 比今天的水平低118米时,其失去的水被锁定在巨大的冰盖上 - 珊瑚在幸存下来。

澳大利亚悉尼大学的海洋地质学家,该研究的主要作者乔迪韦伯斯特说,科学家们一直想知道大堡礁在上一个冰河时代的去向。 “我们找到了它。”

但是珊瑚礁无法始终跟上海平面的变化。 在最后一个冰河时期的降温过程中,当海平面下降使珊瑚暴露在空气中时,研究人员发现了五次死亡的情况。 在10,000到17,000年前,当冰川融化导致海平面迅速上升时。 韦伯斯特说:“我们还没有对所有东西进行钻探或采样,因此他和他的同事们无法证实死亡的范围有多大。 但他们认为珊瑚在大陆架的某些地方持续存在,允许其他地方的珊瑚礁在2000年内重新建立。

历史上的死亡类似于“我们现在在大堡礁看到的东西,”马里兰州大学公园国家海洋和大气管理局的珊瑚礁生态学家Mark Eakin表示,他没有参与研究。 海平面变化目前不是一个大问题,但温度是:热浪引发大规模漂白事件,热应激珊瑚驱逐生活在其组织内的共生藻类。 仅在2016年 - 全球有史以来最热的一年 - 最北端700公里的珊瑚礁。

Eakin说,这项新的研究“再次提醒人们”,我们对海洋所做的事情会产生严重后果。 “不要指望珊瑚礁能够快速反弹。”

银河模拟终于与现实相匹配 - 并产生了对宇宙演化的惊人见解

银河模拟终于与现实相匹配 - 并产生了对宇宙演化的惊人见解

以IllustrisTNG为模型,展示了今天3亿光年的宇宙网络。 星系(金)已经吹走了震惊的气体(白色)。

TNG合作
银河模拟终于与现实相匹配 - 并产生了对宇宙演化的惊人见解

菲利普霍普金斯是帕萨迪纳加州理工学院的理论天体物理学家,他喜欢恶作剧。 作为模拟星系形成的专家,霍普金斯有时会通过将他的作品的图像投影到真实星系的照片旁边并且无视观众来区分它们来开始他的谈话。 “我们甚至可以欺骗天文学家,”FIRE的领导者霍普金斯说,现实环境模拟中的反馈。 “当然,这并不能保证模型的准确性,但这是一种直觉,确保你走在正确的轨道上。”

几十年来,科学家们一直试图模拟可观测宇宙中的数万亿个星系是如何在大爆炸后从气体云中产生的。 但是在过去的几年里,由于更快的计算机和更好的算法,模拟开始产生的结果可以准确地捕捉到各个星系的细节以及它们的质量和形状的整体分布。 “整个事情已经到了这个进步越来越快的黄金时代,”宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学的数值宇宙学家Tiziana Di Matteo说道,他是BlueTides模拟的领导者。

随着假宇宙的改善,它们的作用也在发生变化。 几十年来,信息以一种方式流动:从研究真实星系的天文学家到试图模拟它们的建模者。 英国布莱顿大学苏塞克斯分校的星际天文学家斯蒂芬威尔金斯说,现在,洞察力正在以另一种方式流动,这些模型可以帮助指导天文学家,他们在BlueTides工作。 “在过去,模拟总是试图跟上观察结果,”威尔金斯说道,他正在使用BlueTides来预测NASA的詹姆斯韦伯太空望远镜在2020年发射时会看到什么,并且可以追溯到太空并且可以追溯到太久。 “现在我们可以预测到我们没有观察到的事情。”

例如,模型表明最早的星系是奇怪的腌制形状,晶圆薄的螺旋星系在碰撞面前出奇地崎岖不平,为了解释宇宙的演化,星系必须比天体物理学家更快地形成恒星预期。

模拟也听起来很谨慎。 一些宇宙学家希望星系的形成最终会变成一个相对简单的过程,受一些基本规则的支配。 然而,建模者说他们的虚假宇宙表明,像成熟的青少年一样,星系是不可预测的。 例如,很难说出为什么一个变成优美的螺旋而另一个变成一个blob。 “我们所做的一切都清楚地表明,星系形成的物理学非常混乱,”威尔金斯说。

银河模拟终于与现实相匹配 - 并产生了对宇宙演化的惊人见解

一些模拟,如FIRE,专注于个别星系。

A. WETZEL,P。HOPKINS和火灾合作

在你烹饪宇宙之前,你需要知道成分。 从各种测量中,宇宙学家已经推断出宇宙中只有5%的质量和能量是恒星和行星中的普通物质。 另外26%由神秘的暗物质组成,到目前为止,它似乎仅通过重力相互作用 - 并且可能由一些未被发现的粒子组成。 剩下的69%是一种能够延伸太空并加速宇宙膨胀的能量形式。 “暗能量”可能是空间本身真空的特性,因此物理学家将其称为宇宙学常数,表示为λ(Λ)。

宇宙学家也知道配方的基本步骤。 宇宙在大爆炸中成为一种热的,浓密的亚原子粒子汤。 在一秒之内,它经历了一种称为膨胀的指数增长突增,它将粒子汤中无限小的量子波动拉伸成巨大的涟漪。 慢慢地,密集的暗物质区域在它们自己的引力下聚结成一团巨大的团块和细丝,称为宇宙网。 被暗物质的引力所吸引,气体沉入团块中,也被称为晕团,并凝结成称为恒星的氢气融合球。 大爆炸后的5亿年后,第一个星系形成了。 在接下来的130亿年中,他们会在宇宙引力潮汐上漂移,并通过相互融合而成长。

计算机模拟有助于发展这一理论。 在20世纪80年代,他们表明,为了形成足以结合观察到的星系团的团块,暗物质粒子必须缓慢移动和冷却。 假定宇宙学常数的基本理论被称为冷暗物质(ΛCDM)。 随着理论越来越精细化,模拟也越来越精细化。 到2005年,由德国Garching的马克斯普朗克天体物理学研究所的研究人员领导的千年模拟产生了宇宙网的渲染,其结构与星系在星系团,线程和片状中穿过空间的方式非常匹配。

然而,千年和类似的模拟遭受了根本性的缺点。 他们模拟了暗物质的引力相互作用,它们很容易模拟,因为据科学家所知,暗物质在没有摩擦或阻力的情况下流过自身。 只有形成光环后,程序才会按照某些特殊规则插入各种大小和形状的星系。 在这样的模拟中,“基本的假设是星系占据了光环并且对它们没有任何作用,”加州大学伯克利分校的宇宙学家余峰说。 “互动只是一种方式。”

现在,建模者包括普通物质与自身的相互作用以及难以捕捉的暗物质过程。 与暗物质不同,普通物质在被挤压时会发热,产生光和其他电磁辐射,然后将物质推向周围。 当气体云层坍缩成发光的恒星,恒星在超新星爆炸中爆炸,黑洞吞噬气体并喷射辐射时,这种复杂的反馈达到极致。 对于星系的行为至关重要,这种物理必须通过使用流体动力学方程来建模,这种方程式很难解决,即使使用超级计算机也是如此。


宇宙网 卫星 星系 超大 黑洞 千万 几年之后 大爆炸 5亿 年份 60亿 年份 当下 (138亿美元 年份) 1 2 3 4 暗物质晕 加油站 天然气 原星系 现在的分布 黑暗和平凡的事物 原始分布 黑暗和平凡的事物 中央 黑洞 超新星 超新星 银河系的生命阶段 星系与宇宙的大规模结构一起发展。 大爆炸,暗物质(蓝色)和普通物质(金色)填充空间不均匀。 然后暗物质在自身的引力下开始聚结成脚手架 被称为宇宙网的团块和细丝。 计算机模型显示如何 普通物质涌入 团块形成第一个小, 不规则形状的星系,其中 合并后随着时间的推移而增长。 4中年 银河系安顿下来。 随着年龄的增长 此外,来自中央的辐射 黑洞最终将驱逐出天然气, 使恒星形成停滞不前。 1出生 星系的种子 躺在茂密的丛中 暗物质叫做 吸引的光环 那个氢气 坍塌成星星。 2童年 随着星星的开启,第一个小原型 - 星系出现,块状和泡状。 冷气流,沿着螺纹流动 暗物质,喂养星系及其星系 中央黑洞。 3青春期 年轻的星系通过 暴力合并,引发爆发 恒星形成,甚至是超新星 吹出气体并限制过程。
C. BICKEL / SCIENCE

一般来说,建模者通过将空间划分为数十亿比特来解决问题,或者通过将空间划分为子体积的三维网格,或者通过将暗物质和普通物质的质量分成粒子群。 然后,模拟跟踪这些元素之间的相互作用,同时通过宇宙时间,例如百万年步长。 计算甚至会使最强大的超级计算机变得紧张。 例如,BlueTides运行在伊利诺伊大学厄巴纳分校的超级计算机Blue Waters上,该计算机每秒可执行13千万亿次计算。 冯说,仅仅装载模型消耗了计算机可用内存的90%。

多年来,这样的模拟产生了太高气压,巨大和破旧的星系。 但是,计算机功率已经增加,更重要的是,辐射物质反馈模型得到了改善。 现在,水动力模拟已经开始产生正确数量的正确质量和形状的星系 - 螺旋盘,深蹲椭圆形,球形矮星和古怪的不规则 - 德国海德堡理论研究所的宇宙学家Volker Springel说道。关于Millennium并领导Illustris模拟。 “直到最近,模拟领域一直在努力制造螺旋星系,”他说。 “只有在过去的5年里,我们才能证明你可以制造它们。”

霍普金斯说,这些模型现在表明,与人类一样,星系往往经历不同的生命阶段。 年轻的时候,一个星系就会活跃起来,随着一次又一次的合并延伸并扭曲它,引起恒星形成的爆发。 经过几十亿年,银河系趋向于陷入一个相对平静和稳定的中世纪。 霍普金斯说,后来,它甚至可以进入衰老状态,因为它失去了气体,能够制造恒星 - 这是我们银河系现在正在制造的转变。 但他说,青春期的狂野和暴力转变使得任何星系的特定路径难以预测。

模拟远非完美。 他们无法接近对单个恒星进行建模 - 尽管模拟指出反馈效应对该尺度的重要性,例如来自超新星和来自星系中心黑洞的风和辐射。 相反,每个网格元素或粒子代表数百到数百万个太阳质量的恒星和气体,具体取决于模拟的分辨率。 然后,研究人员采用临时“子网格”规则来描述所有材料的平均表现。 耶路撒冷希伯来大学的宇宙学家,VELA模拟的领导者Avishai Dekel说:“这就像你正在通过模糊的眼镜观察并试图描述这种你看不到的形状。”

从我们所做的一切都可以清楚地看出,星系形成的物理学非常混乱。

苏塞克斯大学斯蒂芬威尔金斯

这些临时规则包括研究人员调整以复制宇宙已知特征的数十个参数,例如不同质量星系的统计数据。 这种调整提出了一个问题,即模型是解释现实还是仅仅模仿它,就像一幅画。 但是研究人员表示,模型应该是可靠的,只要它们避免强烈依赖于调整的预测。 “我们不会远离子网格处方,没有办法,”迪马特奥说。 “但这不是某种魔法。它仍然是物理学。”

这些模型已经推翻了一些长期存在的假设。 例如,天体物理学家认为,当像我们的银河系这样的两个微妙的盘状星系碰撞并合并时,这个过程会将它们组合成一个圆形的椭圆星系。 然而,模型显示螺旋星系比预期更坚固,如果它们拥有足够的气体。 “你的磁盘部分存活并恢复如此之快,”Springel说。 霍普金斯说,这一发现令人大吃一惊。

加州大学圣克鲁兹校区的天文学家桑德拉·法贝尔(Sandra Faber)表示,对于确定银河系大小的常规解释也已被打倒。 天体物理学家认为,星系的大小是由包围它的暗物质晕的旋转决定的,更快旋转的晕圈会产生更大,更分散的星系,她说。 但她补充说,模拟显示没有这种联系。 “我们现在处于亏损状态,”费伯说。 “是什么让一个大星系大而小的星系变小?”

新生星系的形状令人惊讶。 今天的大多数星系都是球形或扁圆形,就像扁平的球体一样。 椭圆形很厚,像圆形的肥皂; 磁盘更平坦。 但是这些模型预测,在宇宙早期,新兴星系的长度比它们更长,Faber说。 “他们是泡菜,”她说。 “你试图用气体制作泡菜。这并不容易。” 她说,美国宇航局的哈勃太空望远镜已开始发现这些泡状星系的例子。

模型预测观察者可以尝试发现的其他微妙现象。 例如,天体物理学家曾假设气体从各个方向均匀地流入不断增长的星系。 然而,模拟表明,气体在冷流中注入星系,沿着连接其光环与宇宙网的暗物质细丝流动,Dekel说。 阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列的观察者已经开始在太空中寻找溪流的证据。

模拟大大小小

有些模型在宇宙尺度上运行,而其他模型则产生个别的,逼真的星系。 他们将空间划分为体积元素或模型物质作为粒子群,然后追踪它们的相互作用。

名称 模拟尺寸(光年) 体积元素/粒子数 最小元素质量(太阳质量) 焦点 第一篇论文
千年 22亿 100亿 1十亿 只有暗物质 2005年
VELA 4500万 5亿 1000 个别星系 2009年
300万-1000万 几亿 - 十亿 200-2000 个别星系 2014
8000万到3.25亿 1亿-70亿 180万 宇宙演化 2014
BlueTides 19亿 7000亿 200万 第一个星系 2015年
IllustrisTNG 1.1亿-1亿 2.7亿-30亿 100万-1000万 宇宙演化 2018

模拟还旨在测试ΛCDM的基本理论。 通过比较真实星系和模拟星系,研究人员可以测试暗物质仅通过重力相互作用的假设。 任何差异都可能指向新的相互作用,并帮助粒子理论家找出暗物质是什么。

到目前为止还没有看到过,但是较新的模拟修补了观测与早期暗物质模拟之间的不匹配。 例如,20年前,这些模拟在较大的周围产生了成群的小暗物质晕,这表明像银河系这样的星系应该被数百颗矮星卫星星系包围。 但只有少数人被发现。 这个赤字被称为失踪卫星问题。

但混合普通物质,预测会发生变化。 暗物质和普通物质之间的引力推拉使得物体平滑,减少了小晕圈的数量。 在那些确实出现的情况下,超新星爆发的风往往会压倒光环相对较弱的引力并吹出气体,使原材料的光环挨饿,制造出更多的恒星并扼杀新生的星系。 Springel表示,随着观察者现在在银河系周围发现了59个矮星系,以及观测和模拟之间的脱节在很大程度上消失,这一过程得到了加入。 “我不认为失踪的卫星问题已成为一个问题,”他说。

同样,较旧的模拟表明,暗物质的浓度应在光晕的正中心处急剧上升。 然而,附近矮星系中恒星的速度表明,在它们的核心中,暗物质在较大的体积上平滑地展开。 新的模拟得到了正确的细节,因为它们捕捉到恒星的引力效应如何激发暗物质并将其扩散出去。 霍普金斯说:“即使恒星只是质量的一小部分,它们也会真正震动光环。”

也许迄今为止模拟的最大教训并不是科学家们需要修改他们的宇宙学总体理论,而是他们在较小尺度上对天体物理学的理解潜伏着。 Springel说,他们的恒星形成理论尤其令人失望。 他说,为了产生逼真的星系,建模者必须大幅降低天体物理学家所期望的气体云形成恒星的速度。 “基本上,分子云形成的恒星比你想象的慢100倍,”他说。

最有可能的是,恒星形成标志,因为来自超新星和超大质量黑洞的反馈将气体驱逐出星系。 不幸的是,这些过程太小而无法在模拟中解决。 当建模者将超新星的能量沉积在更大的网格元素中时,不会发生太多事情:能量只是散发出来,而不是产生风。 同样,研究人员也无法模拟黑洞以气体为食并辐射X射线的合适方式。 为了捕获天体物理学的这些关键部分,建模者必须依赖于他们手动调整的特殊子网格处方。

模拟器希望用更加坚固的物理模型取代这些原始假设。 为了做到这一点,他们希望寻求天体物理学家的帮助,他们研究更精细解决的模型,这些模型可以模拟几微光宽的分子云中恒星的诞生,甚至是个体恒星的演化。 那些规模较小的模型本身正在进行中。 例如,模拟超新星爆炸的天体物理学家仍然很难使他们的虚拟恒星时间炸弹爆炸。

尽管如此,普林斯顿大学宇宙物理学家Eve Ostriker表示,她渴望帮助将星系模拟放在更稳固的基础上。 “我对此感兴趣的是用一些物理代替调整并说'好吧,这就是它,不允许调整,'”她说。 研究人员表示,希望将不同大小尺度的结果串联在一起,以最大限度地减少对软糖因素的需求。 霍普金斯说:“你想要的是一张在整个尺度范围内连贯拼接的画面。”

最终,通过观察和模拟,一些研究人员仍然希望开发一个统一的叙述,可以解释任何星系如何获得其形状和属性。 Faber采取极端的立场,预测所有星系最终都会被分类并通过两个参数来解释:质量和半径。 “我们现在才发现一个简单的星系定律。”

但许多银河建模者认为,食谱总是复杂而且不确定。 Springel说,银河系的形成可能就像天气一样,由于其混乱的性质,它可以永远保持精确的预测。 “我有点担心,我们会了解大局,但从不了解细节,”他说。 在这种情况下,星系模拟的不断增加的现实主义可能仅仅是为了强调宇宙中的基本复杂性。