奇妙趣味科学,你见过会撒网的白细胞么(一)

10.首次通过测量合成黑洞图片

奇妙趣味科学,你见过会撒网的白细胞么(一)

黑洞吞噬所有光线,使其不可见。尽管可以间接检测到它们(例如通过其作为重力透镜的作用),但黑洞不可能直接拍摄到。科学家将全球八台高分辨率射电望远镜组合在-起,形成了一个虚拟望远镜,称为“事件地平线望远镜”,来自各个天线的信号以纳秒精度叠加。从大量测量数据中,最终天文学家通过计算合成了这张图像。

9.钢结构

奇妙趣味科学,你见过会撒网的白细胞么(一)

钢是有史以来用途最广泛的建筑材料之一。钢的化学成分可以有很大变化,只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢;在实际生产中,钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素,比如:锰、镍、钒等等。该图像显示了特定种类不锈钢的晶体结构,由于其耐化学性,它在食品业中非常常用。颜色说明了晶体的取向,这对材料的性能具有决定性的影响。

8.暗物质网

奇妙趣味科学,你见过会撒网的白细胞么(一)

暗物质是不可见的,它不发出任何辐射,理论上推测它是存在。为了更好地了解宇宙的结构,科学家使用极其复杂的计算机进行模拟:研究人员向超级计算机提供了来自宇宙初始状态的数据,然后模拟了宇宙的演化。超级计算机花了大约两个月时间创建了一个立方体形状结构,长大约为十亿光年。从图中可以看出宇宙大规模结构主要以蓝色的气体和恒星网络为主。图中发黄光网络表示恒星网。白色表示暗物质的基本框架,该暗物质占了大约四分之一的空间。

7.没有免费的午餐

奇妙趣味科学,你见过会撒网的白细胞么(一)

白粉病是囊状真菌类的种植物害虫,在其寄主植物的叶子上形成丝状网络或菌丝体。从菌丝体突出的孢子体在其顶端形成一堆孢子,并随风传播。一些拟南芥某些特定基因,能够防御真菌寄生。但是,这些防御机制会消耗了植物大量的能量。因此,具有这种抗性植物较,并且产生的后代也较少。可见即使在植物界,也没有免费的午餐!

6.时空的涟漪

奇妙趣味科学,你见过会撒网的白细胞么(一)

爱因斯坦在100多年前的《相对论通论》中就假设了引力波的存在。2015年9月14日,科学家们首次能够对其进行直接测量。在宇宙中,时空中的这些微小扭曲几乎一直都会发生。但是,即使使用最灵敏的探测器,也只能在非常大的质量快速移动时(例如,两个黑洞或两个中子星碰橦时)才能测量它们。即使那样,到达地球的信号也非常非常微弱。为了能够在大量的探测器数据中识别它们,物理学家通过数值模拟生成强引力波。图片为2015年9月通过测得的两个黑洞碰撞的精确数据而模拟模拟出来的引力波。

5.会撒网的中性粒细胞

奇妙趣味科学,你见过会撒网的白细胞么(一)

白细胞在我们的免疫系统中起着重要的作用。在这些细胞中,中性粒细胞通常被称为第一道防线。它们通过包围病原体并在细胞内部消化细菌来从而达到消灭细菌的目的。中性粒细胞(这里用橙色显示)还有更厉害的招数:它们可以投射网状纤维状结构(黄绿色)捕获细菌,从而杀死细胞外的细菌。这张图片显示志贺氏菌(蓝色)被嗜中性粒细胞撒网捕获。

4.生命的万花筒

奇妙趣味科学,你见过会撒网的白细胞么(一)

所有生物都是由蛋白质构成的。这些大分子的基本结构是由23种不同氨基酸组成的。氨基酸中与羧基直接相连的碳原子上有个氨基,这个碳原子上连的基团或原子都不一样,称手性碳原子,当一束偏振光通过它们时,光的偏振方向将被旋转,根据旋光性的不同,分为左旋和右旋,即L系和D系,如D-丙氨酸是右旋的和L-丙氨酸是左旋的,恰似左、右手,互为镜像。而构成天然蛋白质的氨基酸都是L系。注意,一般称D型、L型。生物界各种蛋白质(除一些细菌的细胞壁中的短肽和个别抗生素外)几乎都是由L-氨基酸所构成的,含D-氨基酸的极少。通过使用LC-PolScope技术,研究人员希望能找出这种情况的原因以及哪些分子在识别过程导致这种特殊情况。这项技术通过对不同颜色的分配,可以确定多晶氨基酸-聚合物杂化薄膜中单个晶粒的生长方向和光学活性,相同颜色的颗粒具有相同的生长方向。

3.行星化石

奇妙趣味科学,你见过会撒网的白细胞么(一)

小行星维斯塔是太阳系最初混乱状态时候的遗物。那时,超过40亿年前,还没有主要的行星,小碎片聚在一起,形成原行星,原行星又形成行星。直径约525公里的维斯塔似乎就这样的原行星,它也许是原行星里的最后行星。美国宇航局的黎明航天器的测量结果也验证了这种猜测。航天器通过伪彩色图像技术对行星进行地质勘察研究。这张地形图是由“黎明”号航天器拍摄的17,000多个单独图像构成的,其相机的镜头配有各种滤镜。在图像中不同的颜色表示不同的高低和深浅:紫色表示地表以下22.5公里,白色表示地表以上19.5公里。从这张图像中可以看出维斯塔具有密集的火山口和地貌——早期与其他天体碰撞的证据——也以高山为特征,并且具有惊人的异质性。它看起来更像是一颗地球而不是一颗小行星。

2.硅塔

奇妙趣味科学,你见过会撒网的白细胞么(一)

研究人员希望未来的太阳能电池能有更高的效率。为了实现这一目标,它们将光伏元件所需的硅制成了纳米线的“地毯”,而不是传统意义上的光滑层。由于这些电线只有100纳米厚,两微米长,它们就像一座小塔。马克斯·普朗克的研究人员最初用聚苯乙烯球覆盖一层薄薄的硅层来制造这些结构。然后,他们用等离子体(即强电离气体)腐蚀硅,去除不受珠子保护的硅。通常情况下,硅塔间距是靠得很近的。研究人员在聚苯乙烯球之间留有空隙,以便能够从侧面检查电线。这张照片中,拍摄照片的电子显微镜使用两种不同的探测器来区分不同的材料,其中显示红色为聚苯乙烯,绿色为硅。

1.不起眼的著名植物

奇妙趣味科学,你见过会撒网的白细胞么(一)

对于农业来说,拟南芥(thale cress)实际上没有任何意义。然而,它是世界上最著名的植物之一:被誉为植物界的“果蝇”。它朴实无华,生长迅速,并长出大量的种子。最重要的是,它已经被了彻底的研究过了。它的基因组由25498个基因组成,这些基因对一种植物来说是很小的,但它已经被完全测序了。这张图片展示了一棵拟南芥幼苗,科学家们用它来研究蛋白质在细胞和组织之间的运输。图中显示了拟南芥植株的前两片叶子,空的种位于在左下角。植株的表皮细胞产生红色荧光蛋白;而蓝色则为叶绿体和质体。在实验中,检测到的蛋白质只能在表皮细胞中找到,这意味着它可能不会无法被转运到下面的细胞中。


分享到:


相關文章: