来自地球深处的地震波可能可以帮助揭开重力的秘密

来自地球深处的地震波可能可以帮助揭开重力的秘密研究人员正在探索利用地球上的地震运动来测试不同于爱因斯坦广义相对论的重力模型的可能性。目前对引力的理解是基于这样的假设：构成宇宙95%的暗物质和暗能量是物理实体。然而，众所周知，广义相对论是不完整的，这导致了修改引力理论的提议。通过研究地震波在修正引力下如何传播，科学家可以利用地球众所周知的特性来约束这些理论。尽管没有发现与爱因斯坦的工作有任何偏差，但开发更多的工具来探测修正引力仍然是至关重要的。资料来源：阿贡国家实验室我们并不了解宇宙中95%的内容。这些未知因素包括暗物质和暗能量。暗物质似乎是宇宙中最主要的物质形式，每个星系都含有高达80%的这种看不见的物质形式。同时，暗能量是充斥于所有时空的某种能量来源，是宇宙加速膨胀的原因。但是，暗物质和暗能量是物理实体的说法是建立在我们对引力的理解是正确的假设之上的。目前，我们对引力的最佳理解来自爱因斯坦的广义相对论。这个理论告诉我们，引力是时空本身的弯曲和扭曲的表现。但我们知道，广义相对论是不完整的。我们知道，它在黑洞的中心和宇宙的开始就已经崩溃了。所以我们知道，我们手中还没有关于引力的完整故事。受此启发，几十年来许多人提出了修正引力的理论，这些理论构成了对爱因斯坦原始模型的一系列扩展和完善。然而，所有这些扩展都面临着一系列困难的障碍。我们已经在许多情况下和许多尺度上测试了广义相对论，因此很难构建一个与广义相对论有足够大的不同，从而有可能解释掉暗物质和暗能量，同时又能满足所有已知的观测约束的理论。我们能够开发出越多的方法来探测修正引力就越好。因此，一个研究小组发现，我们不一定需要仰望星空来测试各种修正引力理论。相反，我们可以向下看地球。他们发现，在修正的重力作用下，地震波以不同的速度和方式穿过地球。由于我们对地球的许多特性都非常了解，比如它的质量和惯性矩，我们可以把这些知识转过来，用地震数据来约束修正的重力理论。到目前为止，数据并不表明需要偏离爱因斯坦的原始工作。但是我们开发的工具越多，搜索的方法越多，结果就会越好。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355045.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355045.htm

研究发现火星的火山活动持续活跃 并塑造着火星表面

研究发现火星的火山活动持续活跃并塑造着火星表面彩色编码的地形图显示了CerberusFossae的特征的相对高度：红色和白色相对高于蓝色和紫色。该图像是基于该地区的数字地形模型，从中可以得出地形图。资料来源：ESA/DLR/FUBerlin,CCBY-SA3.0IGO研究人员一次又一次地登记了较小和较大的火星地震。对这些地震的位置和频谱特征的详细分析最终带来了一个惊喜。这些地震的震源在CerberusFossae附近--一个由一系列裂缝或地堑组成的区域--讲述了一个新的故事。这个故事表明，火山活动在塑造火星表面方面仍然发挥着积极作用。在苏黎世联邦理工学院的领导下，一个国际研究小组分析了最近的20多个火星地震群，这些地震起源于CerberusFossae地堑系统。从地震数据中，科学家们得出结论，这些低频地震表明有一个潜在的温暖来源，可以用现今的熔岩，即该深度的岩浆，以及火星上的火山活动来解释。具体来说，他们发现这些地震主要位于地狱犬化石的最内部。这张图片由欧空局火星快车上的高分辨率立体相机（HRSC）于2018年1月27日在17813号轨道上拍摄，显示了火星赤道附近ElysiumPlanitia的CerberusFossae系统的一部分。资料来源：ESA/DLR/FUBerlin,CCBY-SA3.0IGO当他们扫描同一地区的观测轨道图像时，不由得注意到震源位于非常接近一个以前被描述为"年轻火山裂缝"的结构。这个裂缝周围较深的尘埃沉积物不仅存在于风的主导方向，而且存在于围绕着CerberusFossaeMantlingUnit的所有方向。该论文的主要作者SimonStähler解释说："尘埃的深色阴影标志着最近的火山活动的地质证据--也许是在过去的5万年内--从地质学角度看相对年轻，"该论文已于10月27日发表在《自然》杂志上。Stähler是苏黎世联邦理工学院地球物理研究所DomenicoGiardini教授领导的地震学和地球动力学小组的一名高级科学家。为什么要研究地球的邻居？探索地球的行星邻居不是一件容易的事。火星是除地球外唯一一个科学家拥有地面漫游车、着陆器，现在甚至还有无人机传输数据的星球。到目前为止，所有其他的行星探索都是依靠轨道上的图像。DomenicoGiardini说："InSight的SEIS是有史以来在其他星球上安装的最敏感的地震仪。它为地球物理学家和地震学家提供了一个机会，可以利用当前的数据显示今天火星上正在发生的事情--无论是在火星表面还是在火星内部。地震数据与轨道图像一起，确保了科学推论的更大程度的信心。"构成CerberusFossae的断裂（地堑）之一，这些断裂穿过山丘和火山口，表明它们相对年轻。作为我们最近的陆地邻居之一，火星对于理解地球上的类似地质过程非常重要。这颗红色的行星是迄今为止我们所知道的唯一一颗核心成分为铁、镍和硫的行星，可能曾经出现过磁场。地形证据还表明，火星曾经拥有大片的水，可能还有更浓的大气。即使在今天，科学家们已经了解到，冰冻的水，尽管可能主要是干冰，仍然存在于它的极冠上。苏黎世联邦理工学院和哈佛大学的博士后AnnaMittelholz说："虽然还有很多东西需要学习，但火星上潜在岩浆的证据是令人感兴趣的。"地球物理生命的最后遗留物看着广阔的干燥、尘土飞扬的火星景观的图像，很难想象大约36亿年前火星是非常有生命力的，至少在地球物理学意义上是如此。它在足够长的时间内喷出了火山碎屑，从而产生了太阳系中最大的火山系统TharsisMontes地区和奥林匹斯山--一座海拔几乎是珠穆朗玛峰三倍的火山。位于火星赤道附近的ElysiumPlanitia地区的CerberusFossae与其周围环境的关系。资料来源：NASAMGSMOLAScienc来自附近的CerberusFossae的地震--以希腊神话中被称为"哈迪斯的地狱犬"的生物命名，守护着冥界--表明火星还没有完全死亡。在这里，火山地区的重量正在下沉，并形成平行的地堑（或裂缝），将火星的地壳拉开，很像烘烤时出现在蛋糕顶部的裂缝。根据Stähler的说法，我们所看到的可能是这个曾经活跃的火山地区的最后残余，或者岩浆现在正在向东移动到下一个喷发地点。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331869.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331869.htm

NASA“露西号”将飞掠地球以进行重力辅助

NASA“露西号”将飞掠地球以进行重力辅助NASA任务工程师将持续跟踪“露西号(Lucy)”航天器，因为它准备在10月16日飞掠地球以进行重力辅助。这将使它能利用这个星球的引力来获得一些轨道能量并使自己走上通往木星特洛伊小行星的路线。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1327579.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1327579.htm

征服空间天气：研究成功地克服了地球的引力来复制行星的条件

征服空间天气：研究成功地克服了地球的引力来复制行星的条件加州大学洛杉矶分校的研究人员在一个直径为3厘米的玻璃球内有效地再现了恒星和其他行星上或附近存在的重力类型。资料来源：JohnKoulakis/UCLA加州大学洛杉矶分校（UCLA）的物理学家最近进行的一项研究最终可以为这一挑战提供一个解决方案，这可能是在太空任务中保护人类和设备以及维持卫星正常运行的重要一步。研究人员的发现最近发表在《物理评论快报》杂志上。加州大学洛杉矶分校的研究人员在一个直径为3厘米（约1.2英寸）的玻璃球内有效地再现了恒星和其他行星上或附近存在的重力类型。为了做到这一点，他们使用声波来创造一个球形引力场并产生等离子体对流--在这个过程中，气体在接近物体表面时冷却，然后在接近核心时重新加热并再次上升--产生流体电流，反过来又产生磁电流。这项成就可以帮助科学家克服重力在实验中的限制作用，这些实验旨在模拟恒星和其他行星中发生的对流。加州大学洛杉矶分校物理学教授、该研究的资深作者塞思-普特曼（SethPutterman）说："人们对试图用实验室实验来模拟球形对流非常感兴趣，他们之前会把一个实验放在航天飞机上，因为他们无法在地面上获得足够强大的中心力场。我们所展示的是，我们的微波产生的声音系统产生的重力如此强大，以至于地球的重力不是一个因素。我们不需要再到太空中去做这些实验了。"加州大学洛杉矶分校的研究人员使用微波将玻璃球内的硫磺气体加热到5000华氏度。球内的声波就像重力一样，制约着被称为等离子体的热的弱电离气体的运动，形成类似于恒星中的等离子体电流的模式。加州大学洛杉矶分校的项目科学家和该研究的第一作者约翰-库拉基斯说："声场的作用就像重力一样，至少在驱动气体对流方面是如此。通过在热等离子体的球形烧瓶中使用微波产生的声音，我们实现了比地球重力强1000倍的重力场。"在地球表面，热的气体会上升，因为重力使密度大、温度高的气体更靠近地球中心。事实上，研究人员发现，靠近球体外半部的热的、明亮的气体也向球体壁外移动。强大的、持续的重力产生了类似于在太阳表面附近看到的湍流。在球体的内半部，声学引力改变了方向，指向外侧，这导致热气体下沉到中心。在实验中，声学引力自然地将最热的等离子体保持在球体的中心，这种现象也发生在恒星中。以反映太阳和行星对流的方式控制和操纵等离子体的能力将帮助研究人员了解和预测太阳天气如何影响航天器和卫星通信系统。例如，去年，一场太阳风暴使SpaceX的40颗卫星瘫痪。这种现象也给军事技术带来了问题：例如，高超音速导弹周围形成的湍流等离子体会干扰武器系统的通信。普特曼和他的同事们现在正在扩大实验规模，以便更好地复制他们正在研究的条件，这样他们就可以更详细地观察这一现象，并延长观察时间。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346033.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346033.htm

研究称木星轨道的转变可能对地球产生奇怪的影响

研究称木星轨道的转变可能对地球产生奇怪的影响据BGR报道，地球通常被认为是宜居行星的定义标准。因此，寻找类似地球的行星已经成为许多科学家的首要目标。而且，我们甚至可能已经发现了一颗可居住的系外行星，科学家们计划用詹姆斯·韦伯太空望远镜更深入地观察它。一项新研究让天文学家们把目光投向了离地球更近的地方：有人称木星轨道的转变可能会对地球产生巨大的影响。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1316783.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1316783.htm

研究发现地球表面的水到达地核形成独特薄层 从而改变了地核的成分

研究发现地球表面的水到达地核形成独特薄层从而改变了地核的成分图示由于水引起的化学反应，硅晶体从地球外核的液态金属中流出。资料来源：DanShim/美国科学院大学一个由亚利桑那州立大学科学家沈丹（DanShim）、金泰贤（TaehyunKim）和地球与太空探索学院的约瑟夫-奥罗克（JosephO'Rourke）组成的国际研究小组揭示，来自地球表面的水可以渗透到行星深处，改变金属液体内核最外层区域的成分，形成一个独特的薄层。他们的研究成果于11月13日发表在《自然-地球科学》（NatureGeoscience）杂志上。研究表明，数十亿年来，地表水被下降或俯冲的构造板块输送到地球深处。在到达地表下约1800英里的地核-地幔边界时，这些水引发了深刻的化学作用，改变了地核的结构。地球内部示意图，显示了俯冲水和上升的岩浆柱。在俯冲水与地核的交界处，发生了化学交换，在最上层的外核形成了富氢层，而在地幔底部则形成了致密的二氧化硅。资料来源：延世大学地核-地幔边界的化学相互作用Shim和他的团队与韩国延世大学的YongJaeLee一起，通过高压实验证明，俯冲水与地核材料发生了化学反应。这种反应形成了富氢、贫硅层，将最顶部的外核区域改变成薄膜状结构。此外，反应生成的二氧化硅晶体上升并融入地幔。据预测，这种经过改造的液态金属层密度较小，地震速度降低，与地震学家绘制的异常特征相一致。"多年来，人们一直认为地核与地幔之间的物质交换很小。然而，我们最近的高压实验却揭示了不同的情况。我们发现，当水到达地核-地幔边界时，会与地核中的硅发生反应，形成二氧化硅。"这一发现以及我们之前观察到的水与铁液中的碳在极压下发生反应形成钻石的现象，都表明地核与地幔之间的相互作用更为活跃，表明存在大量的物质交换。这一发现推进了我们对地球内部过程的了解，表明全球水循环比以前认识到的更为广泛。改变了的地核"薄膜"对连接地表水循环和深层金属内核的地球化学循环有着深远的影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398165.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398165.htm