“科普” 分类下的文章

人类在宇宙中的位置

by Shea on 2月 14, 2009

Owen Gingerich 文 Shea 编译

长久以来,天文学技术的发展已帮助人类回答了许多最宏大的问题。

400年前,爆炸性的新闻传遍了欧洲,用两个透镜和一跟管子可以魔术般地把远处的东西“拉”到你的跟前。虽然有关望远镜的真正起源目前仍然是扑朔迷离、争议甚多,但是公认的一点是1608年10月荷兰人汉斯·利柏黑(Hans Lipperhey)申请了望远镜的专利。不过他的申请最终被驳回,理由是制造望远镜的技术已经一传十、十传百成了众人皆知的“秘密”。

然而17个月之后,在一个由意大利数学教授所写的小册子里,他宣称他用自己新设计的望远镜做出了令人惊奇的发现。在书的扉页上,伽里略似乎暗示了“望远镜”是他自己的发明。不过即便如此他也是可原谅的,因为他把一个用于娱乐的玩具变成了一种科学工具。在1609年的12月,伽里略用望远镜看见了月亮表面的环形山。为了纪念这些改变人类文明的天文观测400周年,联合国将2009年定为了“国际天文年”。


[图片说明]:伽里略对月球的观测具有深远的影响。版权:GALLERIA DEGLI UFFIZI FLORENCE/A. DAGLI ORTI。

全球时间的掌门人

by Shea on 2月 8, 2009

Shea 编译


[图片说明]:丹尼斯·麦卡锡(Dennis McCarthy)。

当从2008年进入2009年的时候,全世界的所有时钟都额外地多加了1秒。到底是谁掌控了我们的时间?让我们来拜会一下全球时间的掌门人。

对于大多数来说,时间是一种“想当然”的东西。日出而作,日落而息。春夏秋冬,又一春。

但究竟什么是时间?我们又是怎么测量它的?时间的速度是不是一尘不变的?时间是否有起点?时间最后会不会终结?

为什么离子阱中可以制备声子纠缠而机械振子不行?

by zqyin on 2月 6, 2009

最近看到NIST的Winland组成功的在四离子阱系统中的声子模之间制备出了量子纠缠态。这是一个很有意思的工作,因为在声子系统中制备纠缠态以及其它非经典态一直是量子物理学家的梦想。当然,现在这个梦想只是实现了一部分。人们的最终梦想是在微机械振子系统中制备出纠缠态来。为了达到这个梦想,人们正在努力的冷却机械振子的振动模,希望能够把声子数降低到0。

我们也曾经想过这个问题,但发现理论上几乎无法做什么,主要困难来自实验。实际上,振子的质量因子直接限制了其作为量子存储器的功效。目前机械振子的质量因子最高值在10^5到10^6之间,声子的相干时间只是微秒量级以下,即使声子模的平均声子数只有0,也是如此。这个时间尺度比对振子状态进行探测所需的时间还短,因此根本无法完成实验。对离子阱系统来说,其振子的质量因子Q实验上超过10^10,声子相干时间达到毫秒乃至秒的量级,是一个比较好的量子存储器。因此,首先在离子阱系统中观察到声子间的纠缠态也就是一个顺理成章的事情。

未知的太阳系——太阳系的六大未解之谜

by Shea on 2月 4, 2009

Shea 编译

46亿年前,银河系中某个不起眼的地方正在孕育着什么。星系中弥漫的氢和氦以及固体尘埃开始凝聚并且形成分子。由于无法承载自身的质量,这一新形成的分子云便开始了坍缩。在不断加热和混合的过程中,一颗恒星诞生了。它就是我们的太阳。



目前我们还不确切知道到底是什么触发了这一过程。也许这一切都源自于近邻恒星爆炸死亡时所产生的激波。而类似的恒星死亡也不是非常罕见的事件。自从130亿年前银河系形成以来,类似的事情已经发生了无数次。而通过望远镜我们可以看到这些事件仍然在继续发生着。但是作为恒星来讲,太阳实在是没有什么特殊的。

然而,据我们所知太阳却是唯一的。从诞生太阳的薄盘中形成了八颗行星,一开始这些行星之间没有什么显著的“差异”。最终在太阳旁的第三颗行星上出现了生命,而这些生命也开始探索他们所在的太阳系。但时至今日依然有六个太阳系的未解之谜有待解答。

看铱星闪现

by Shea on 2月 1, 2009

Philip Chien 文 Shea 译

当你晚上在院子里看星星时,突然发现在天空中出现了一道令人难以置信的闪光。它的亮度甚至比金星还要亮上100倍。这道闪光起先是一个缓慢移动的小亮点,然后慢慢地变亮,最后又渐渐地退去。那是一驾燃烧的飞机?或者是一颗缓慢移动的流星?还是一颗爆发的超新星?最有可能的答案是,这是一颗正反射阳光的通讯卫星——铱星(Iridium)。