物理学周回顾:2015年8月29日

霍金成为头条新闻,激光雷达在好莱坞大放异彩,以及如何在气泡上模拟飓风是本周物理学亮点。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


从一些数据驱动的视觉享受开始你的周末。艺术家们用Bloom构造活动转变为出奇舒缓的数据可视化。“每个花朵的水平位置基于时间,而其垂直位置基于地震仪检测到的运动变化率的大小。大的构造震动产生大的花朵,小的震颤是微小的花蕾。” 

斯蒂芬·霍金本周在北欧理论物理研究所 (Nordita) (Nordic Institute for Theoretical Physics) 会议 (在瑞士皇家理工学院 KTH 举行,以更好地满足他的无障碍需求) 上发表演讲,再次成为头条新闻,探讨了他的黑洞信息悖论,并宣布他已经解决了这个谜团。尤里卡!具体来说,他已经弄清楚了信息最终可能如何逃离 (某种程度上) 黑洞的可能机制。(Backreaction 博客在那里直播了讨论。)他建立在先前的工作之上,认为信息不会被破坏,而是被编码在事件视界处的某种结构中,然后随着黑洞蒸发而随霍金辐射一起带出。用他的话说:“信息存储在进入粒子 [来自源恒星] 引起的视界的超平移中,”霍金解释道。“关于进入粒子的信息被返回,但以混乱和无用的形式返回。出于所有实际目的,信息都丢失了。”或者,它可能出现在另一个宇宙中。

啊,但没那么快:他仍在与哈佛大学的合作者安德鲁·斯特罗明格一起解决棘手的细节问题。虽然霍金说论文将在 9 月底前准备好,但斯特罗明格告诉《洛杉矶时报》,他们还远未完成这项工作,并补充说,“斯蒂芬非常乐观地认为一切都会完美运行。但物理学是一位严厉的女主人。你必须让所有计算都完美运行,并且一切都必须对齐。”还值得记住的是,霍金并不是近年来唯一一位声称已经解决了信息悖论的物理学家。一位谨慎的观察家会得出结论,正如《大众科学》所做的那样,霍金还没有完全解决这个问题,因为黑洞和信息丢失之谜对于快速解决来说过于棘手


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我为Quanta广泛报道了这个主题:请参阅此处(防火墙)此处(模糊球),以及 K.C. Cole 的这篇文章。相关链接:Medium 的 Ethan Siegel 提供了关于关于黑洞您应该了解的十件事的便捷背景介绍。以及是什么让它们与宇宙中的其他一切不同——或者没有那么不同。另请参阅:物理学家罗伯特·麦克尼斯将他关于黑洞熵的 20 条推文系列 Storified,供您阅读。

黑洞的阴影。“事件视界望远镜天文学家已经实现了几乎足够好的分辨率,可以看到银河系中心黑洞的事件视界。随着未来升级和增加更多望远镜,EHT 应该能够看到事件视界大小是否与广义相对论的预测相符。”

新实验关闭量子漏洞,证实了诡异性。 

量子生物学可能解释生命的最大问题。 “知更鸟如何知道向南飞?答案可能比您想象的更奇怪:量子物理学可能参与其中。吉姆·哈利利总结了极其新颖、极其奇怪的量子生物学世界,在这个世界中,爱因斯坦曾经称之为“远距离诡异作用”的东西帮助鸟类导航,而量子效应可能解释了生命的起源本身。”

夏威夷的一座新发电厂利用海洋温差发电。“温暖的浅海海水拍打着海滩,而冰冷的海底深处之间存在很大的 [温度] 差异。”这意味着可以利用能量进行有用的工作。耶,物理学!

量子弹珠机如何使固体物质成为可能。将宇宙划分为费米子和玻色子似乎是神秘而武断的,但如果没有那个奇怪的量子规则,我们的宏观世界就不可能存在。

一点光相互作用让量子物理学家欢呼雀跃。他们“朝着用纯光制造量子计算机的基本构建块迈出了一步:计算机电路的特定部分,称为逻辑门。”

你如何拥抱复杂性?这很复杂(当然!),但两位物理学家为从哪里开始提供了一套原则。

L 代表激光雷达,一种激光工具,其用途包括扫描物体以获得电影特效。“我们扫描过马。我们扫描过狗。在电影界工作的妙处在于,我们可能今天扫描一座罗马别墅,晚上扫描一部未来机器人电影的片场。”  有关激光雷达的更多信息,请参阅我 2012 年的文章。 

用于理解中世纪手稿的高科技工具。“由于羊皮纸的年代久远、稀有且容易受到污染,因此很难研究脆弱的羊皮纸。挪威科技大学贡纳鲁斯图书馆的研究人员正在开发新的高科技工具来解开隐藏在古老羊皮纸中的秘密。”

来自《火星救援》的旋转宇宙飞船如何为人工重力工作

《银翼杀手》背后的科学与虚构,它仍然被广泛认为是制作过的最佳科幻电影之一。

吉他如何到达空间站的故事:一把 Larrivee Parlour 吉他在那里失重漂浮。宇航员克里斯·哈德菲尔德参观了 Larrivée 吉他工厂,并谈论了在太空弹吉他。

蜘蛛像吉他一样调整它们的网。“蜘蛛如何区分潜在的食物和潜在的配偶?答案在于其精细调整的网络的振动。”共振获胜!

寻找暴胀内部的弦。高级研究所的理论家们提出了在测试弦理论方面取得进展的方法。

坠落的无人机是否会压碎你的头骨?Motherboard 的好心人进行了数学计算。

谁会先冻僵?关于尺寸和保暖的难题。  

电子隧穿需要多长时间阿秒钟为量子隧穿动力学提供了一个独特的窗口。 

科学家们利用实验量子化学探索化学反应中能量的起源。 

勇于超越:博学家和跨学科者。 

工程师们意外地发现了一种新型玻璃。“我们所做的是证明可以制造出具有明确组织结构的玻璃。现在我们了解了这种效应的起源,我们可以尝试通过控制我们制备这些玻璃的方式来控制这种组织结构。” 

冲浪反物质:用等离子体加速正电子是迈向更小、更便宜的粒子对撞机的一步。 

马萨诸塞州的家长们在关于 Wi-Fi 网络的诉讼中引用了站不住脚的科学。声称他们的孩子因“电磁超敏综合症”而受到伤害。这完全不是一回事:研究表明,“声称患有这种疾病的人根本无法分辨发出这种辐射的设备是否已开启。”

您的量子点窗户捕获阳光。发光太阳能聚光器是一种新兴的阳光收集技术,它有可能颠覆我们对能量的看法。

疏水砂在水中变成粘稠物,干燥时又神奇地变回沙子。

量子政治科学家假设国家同时朝着正确和错误的方向前进。“我们的研究表明,这些两种情况实际上同时以叠加状态存在,而不是居住在国家未来看起来光明或美国人正经历前所未有的挣扎的单一现实中。”我们什么时候才能摆脱这种可恶的叠加,让波函数坍缩?

诗人 Shappy Seasholtz 撰写的讨厌数学的 21 个理由。“19:数学让罗素·克劳在那部电影中发疯了。”

为什么维尼熊木棍公式是错误的:该方程式只是一堆看起来很科学的符号。

美国宇航局称之为微重力实际上是自由落体。“宇航员和国际空间站上所有未被固定的东西之所以看起来漂浮,并不是因为它们处于“微重力”甚至小重力(如美国宇航局喜欢定义微重力)。它们漂浮也不是因为它们“失重”。它们实际上根本没有漂浮。它们正在坠落。”

Motherboard 报道了来自太空电梯爱好者会议的消息。因此,理所当然的结论是:太空电梯完全有可能(如果有人愿意为此付费)。“如果我们有钱,这一切当然会快得多。”嗯,不——技术挑战确实令人望而生畏,需要的不仅仅是大量的现金。请参阅我从四月份开始撰写的关于太空电梯的文章。 

迷宫大卫·哈里斯(温哥华 TRIUMF 的驻场艺术家,《鹦鹉螺》杂志《Facts So Romantic Blog》的新编辑)的声音艺术作品,基于科学家阅读他们的论文摘要。  另请参阅:通往 TRIUMF 之心无声的叙事,“探索科学家工作空间中鲜为人知的“沉默”。它是房间音调和氛围的集合,混合在一起代表一次进入主回旋加速器所在实验室中心的旅程。”

雷克萨斯悬浮滑板的工作原理背后的酷炫科学:工作原理

需要26 个基本常数才能赋予我们宇宙,但它们仍然不能赋予一切。

《星际迷航》地质学:从外星矿物到外星生命形式。“你必须与岩石融为一体。” - 斯波克在《星际迷航 V》中对柯克说

新型糖替代品:涂有糖的沙纳米颗粒。相关链接:当尺寸很重要时:关于纳米材料风险评估的重大问题

时间旅行待办事项清单:“1. 找到/建造时间机器。”

不,达芬奇不是第一个梦想人类飞行的发明家。清单包括我个人最喜欢的,马姆斯伯里的埃尔默,公元 1125 年左右。

聪明!用这个 DIY 元素周期表战舰教孩子们化学。 

3M 用自己的产品创造了科学的鲁布·戈德堡机械。“这里有一些很棒的科学原理在起作用,比如球漂浮在空气喷射上的流体机械原理。”

在这个滑尺手表上,报时比做数学更容易

2015 年诺贝尔奖十月疯狂:挑选您最喜欢的物理学、化学和生理学/医学奖项。

双曲面上进行史诗般的探索。大卫·马多雷的在线迷宫让您可以在您最喜欢的网络浏览器上舒适地探索复杂的双曲面。

关于 Pi 和 Tau:“[Michael] Hartl 为 2π,即圆的周长与其半径之比,是一个更基本重要且有用的构造提出了令人信服的理由。他称他的新“圆常数”为 tau。”

光学领域的科学革命使维米尔成为革命性的画家。

LISA Pathfinder 改进对引力波的搜寻。 

揭示:摇摆不定的轴线如何帮助我们的星球逃脱“雪球地球”。 

火龙卷风,尽管名称如此,但更接近于尘卷风或水龙卷,而不是真正的龙卷风。此处有更多关于火龙卷风的信息,来自 Bad Astronomer。

我们在太空中的移动速度有多快?根据相对论,没有普遍的参考系。但大爆炸还是给了我们一个。相关链接:太空探测器有多么惊人的速度。 

滥用伽利略来批评伽利略策略。 

“超音速”(2014 年),布面油画,72 x 54 英寸。图片来源:Michael Kagen

迈克尔·卡根的太空绘画(上图)探索了人造机械的宿命力量。“卡根去年在约书亚·莱纳画廊举办的名为《远处的雷声》的展览中展出了这个太空绘画系列。他最近还受史密森尼学会委托创作了三幅大型绘画,灵感来自他们的航空和航天档案馆。”

美国宇航员在空间站上饮用再生尿液,但俄罗斯人拒绝。   “它的味道像瓶装水,”美国宇航局马歇尔太空飞行中心国际空间站水子系统经理莱恩·卡特告诉彭博社。“只要你能从心理上克服它是再生尿液和空气中冷凝物这一点。”相关链接:日本周一向空间站运送了威士忌——为了科学。也许是为了拒绝喝再生尿液的俄罗斯人。干杯!但也许不是。即使没有重力,他们也无法举杯

认识这位发现恒星成分的女性。当塞西莉亚·佩恩第一次完成她革命性的论文时,她被告知结果“显然是不可能的”。

五本经典美国书籍,启发了苏珊·赫尔姆斯的宇航员生涯

一氧化碳“火焰喷泉”在月球上喷发

SETI 将如何理解外星智能广播的信息。 

不,一颗巨型小行星不会在 9 月撞击地球。这是胡说八道:糟糕的科学。相关链接(有点):我们现在比以往任何时候都更了解宇宙的末日

捕获微小中微子的大型昂贵探测器:冰立方、NoVA 等。

蒸汽锥通常出现在跨音速飞行状态下的飞机周围——接近但仍低于音速。

一家神秘的聚变公司声称反应堆取得突破。注意事项:这是一家没有网站的初创公司。相关链接:我们离核聚变有多近“反对者喜欢声称核聚变总是遥遥无期——而且永远都是如此——但现实情况是,在过去二十年中,我们已经越来越接近盈亏平衡点,并解决了大量技术难题。”

最近在美国后院(特别是密苏里州圣路易斯县)发现:来自曼哈顿计划的放射性核废料(钍 230)

问:如果您将核弹投入火山会发生什么?答:实际上什么也不会发生。“炸弹会融化而不会引发核反应。”

伊斯兰艺术的几何学。

南极血瀑背后的科学:来自冰下湖的富含铁的盐水解释了血瀑令人毛骨悚然的深红色调。

在科学中我们信任…达到一定程度。“科学绝对不是一种信仰体系。” 

如何用地图讲述科学故事。“地图是信息最密集的数据交流方式之一,”《洛杉矶时报》数据可视化总监 Len De Groot 说。 ... “您可以在地图上做很多事情,因为人们已经了解了基本原理——不像散点图。”

问答:弗朗哥独裁统治如何摧毁了西班牙科学。  

实验服和紧身裤:当科学与舞蹈结合时,那是一场精彩的表演。“DANscienCE 节由 Liz Lea 和 Cris Kennedy 于 2013 年在堪培拉的 CSIRO 发起,它提供了一个平台,用于深入研究舞蹈如何帮助科学家更多地了解大脑功能以及我们的身体如何对运动做出反应。它还研究了舞蹈如何作为一种强大的教学工具,帮助学术界以外的人理解复杂的学术思想。”

“服务员,我的马提尼酒里有一艘小船……”“鸡尾酒船”可以利用马兰戈尼效应在您的饮料周围推进。

物理女孩解释了如何在嘴里制造云。“你需要先在嘴里制造微小的水滴。然后增加压力。”相关链接:如何在气泡上制造飓风根据 IFL Science:“波尔多大学的一个团队设法在气泡上模仿了飓风的物理原理,随后重现了我们大气中飓风和旋风的行为。”

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