黑洞、火山卷軸和微小的心跳:用科學GIF開啟您的一週

盡情欣賞並迴圈播放

您可能知道 GIF 是分享表情包和反應的完美工具。我們認為這種格式可以更進一步,它在捕捉科學和用簡短、易於理解的迴圈解釋研究方面具有真正的力量。

因此,用這些適合GIF的科學內容來正確開啟您的一週吧。盡情欣賞並迴圈播放。

全新黑洞視覺化


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黑洞是如何運作的,甚至它看起來是什麼樣子,都很難想象。 好在有理論天體物理學家 Jeremy Schnittman,他創造了美國宇航局最新、最出色的黑洞視覺化

這個特殊的天體可能看起來很眼熟,因為它是唯一被拍攝過的黑洞。 它位於距離地球 5400 萬光年的 Messier 87 星系中心,質量是太陽的 65 億倍。 與所有黑洞一樣,這個龐然大物極大地扭曲了時空,以至於它劇烈地彎曲了周圍的光線路徑。 這就是為什麼從模擬的側檢視中,您可以看到來自物質漩渦吸積盤背面的光線在宇宙物體上方和下方彎曲。

這種引力光線彎曲在黑洞附近變得非常強烈,以至於它將一些光粒子捕獲在中心的“光子環”(明亮的中心圓圈)中。 光子會在被拋向我們觀眾之前,圍繞黑洞環繞一次甚至多次。 很瘋狂,對吧?—K.H.

隱藏在煙霧和灰燼中的資訊

圖片來源:ESRF 和 CNR Nanotec

古希臘人顯然從事雙面印刷,而新的研究正在揭示他們在卷軸背面寫了什麼。 這項工作是幾個世紀以來努力恢復文字的延續,這些文字在維蘇威火山刺痛的火山灰和窒息性氣體中倖存下來。 公元 79 年,火山爆發時,儲存在古代城市赫庫蘭尼姆(今義大利南部)圖書館的紙莎草紙被掩埋,直到 1756 年才被髮掘出來,之後,其中一些在那個世紀末被展開並粘在紙板上。 GIF 顯示了其中一個卷軸的重建,如果您可以從頭到尾飛過它而無需將其展開。

多年來,大部分科學工作都集中在拼湊展開的卷軸正面或“正面”的材料。 歐洲一組研究人員的新工作,使用了一種稱為高光譜成像的技術,以收集電磁光譜短波紅外部分的資訊,並透視安裝的卷軸背面或“背面”。 額外的好處:該方法還有助於增強卷軸正面的影像,有可能使更多儲存在同一脆化圖書館中的卷冊重獲新生。—J.D

機器學習走向宇宙

圖片來源:NASA SDO 和 AIA

當太空儀器發生故障時,機器學習過程或許可以在虛擬環境中替換它。 這是一項新研究的目標,該研究詳細介紹了研究人員如何模擬一個損壞的感測器,使其在 NASA 的太陽動力學天文臺中重新存在。(它在 2014 年發生故障。) 該團隊使用機器學習來比較該儀器過去的讀數與天文臺其他感測器的測量結果如何對齊,然後估計如果它仍在執行,它會記錄什麼。 上面 GIF 中頂行的太陽顯示了該團隊用於生成底部兩行虛擬測量值的實際儀器測量值。

天文臺的任務是始終關注太陽。 這樣做有助於我們預測太陽風暴何時可能影響地球上的我們,例如透過中斷無線電通訊等糟糕的事情。 該研究的作者希望機器學習方法可以像虛擬宇航員一樣使用,能夠在太空真空中進行修復。—J.D.

生命的節拍

藉助新改進的顯微鏡 SCAPE 2.0,您可以跟蹤單個血細胞透過斑馬魚胚胎心臟的旅程。 甚至可以從不同的軸觀看,儘管此 GIF 僅顯示一個角度。 以前的顯微鏡無法足夠快地拍攝這些 3-D 影像來捕捉如此小器官的持續跳動。

該顯微鏡還具有其他優點:它具有廣闊的視野,可以聚焦於靜止或自由移動的物體,並且體積小到足以放入您的汽車後備箱中——或者至少放入 Elizabeth Hillman 的後備箱中,她經常隨身攜帶該儀器進行動手演示。 Hillman 是哥倫比亞大學生物醫學工程教授,她帶頭建立了該顯微鏡,並與同樣在哥倫比亞大學的小兒心臟病專家 Kimara Targoff 合作,對這個微小跳動的心臟進行成像。 Targoff 表示,SCAPE 2.0 將幫助她跟蹤特定的基因突變如何影響斑馬魚器官的發育,這可以為治療患有先天性心臟病的兒童提供資訊。—K.H.

蜘蛛網狀的太空網路

您正在觀看一個星系團在距離地球 120 億光年處形成的模擬。 那些細長的白色纖維是延伸數百萬光年的氣體雲,為超大質量黑洞和在其深紅色交叉點誕生的星系提供燃料。

科學家們根據對如此遙遠形成的嬰兒星系團的觀測結果建立了該模擬,以至於它存在於早期宇宙中(光線需要很長時間才能到達這裡)。 他們的工作證明了宇宙網路的氣體弦延伸得有多麼遙遠,併為星系形成的“自上而下”的觀點提供了進一步的支援。 該理論並非認為星系首先形成,然後再組織成星系團,而是認為這些巨大的絲狀物在它們相交的地方同時為星系團的形成提供燃料。—K.H.

Kelso Harper 是《大眾科學》雜誌屢獲殊榮的資深多媒體編輯。 作為製片人、編輯和主持人,他們致力於短紀錄片、社交影片和《大眾科學》的播客《Science Quickly》。 他們擁有約翰·霍普金斯大學的化學學士學位和麻省理工學院的科學寫作碩士學位。 此前,他們曾在《WIRED》、《Science》、《Popular Mechanics》和《MIT News》工作。 在 LinkedInInstagram 上關注他們。

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Jeff DelViscio 目前是《大眾科學》雜誌的首席多媒體編輯/執行製片人。 他曾是 STAT 的多媒體總監,在那裡他負責所有視覺、音訊和互動新聞報道。 在此之前,他在紐約時報工作了八年多,在那裡他在報紙的五個不同部門工作過。 他擁有哥倫比亞大學新聞學以及地球與環境科學雙碩士學位。 他曾在海洋考察船上工作,並在華盛頓特區追蹤科學領域的資金和政治。 他是 2018 年麻省理工學院奈特科學新聞研究員。 他的作品榮獲眾多獎項,包括兩項新聞和紀錄片艾美獎。

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