看著銀河前進的糞金龜! Dung beetles, survival is written in the stars

人會看著天空星座想像很多奇妙的事情，但是這樣的天空不是只有人看著，所有的動物也看著...最近研究發現原來看著天空銀河的還有努力滾動的糞金龜(Dung beetles)。研究發現糞金龜在滾自己得到的糞球的時候能維持走直線，雖然看似簡單的事情越很不合理，因為金龜身體一直滾來滾去，能保持直線移動幾乎是不可能的事情，是怎麼樣的平衡跟認知系統才能做到呢? 這麼祕密最近被發了-現原來關鍵出在天空的銀河! 雖然不一定能看見個別星球，不過銀河的這條天空的亮帶就是指引糞金龜直線移動的羅盤。研究人員發現原來糞金龜是看著銀河的走向來移動，在實驗室中也成功利用模擬的銀河投影來引導糞金龜的運動! 當然，這研究也說明了，即使在簡單的生物或是神經系統裡，生命還是有辦法把看星星來移動這樣優雅的事情寫入生命裡!

無重力沸騰中的泡泡! Boiling Bubbles are Cool in Space

(泡泡總有說不完的故事 :P) 相變熱傳, 比起導熱或是對流, 是一種很有效率的散熱方式. 當液體在熱面吸熱後變成氣體後, 經由氣體的輸送, 快速把熱傳走. 這樣機制可以在不同地方看到, 像是屋頂洒水或是電腦的導熱管上. 當然廚房的湯鍋也是一個例子, 當底部夠熱開始冒泡泡的同時, 這些泡泡帶的熱可以經由泡泡快速的上升而傳給整鍋湯. 但是這樣的過程在太空也行的通嗎? NASA的研究人員在STS-133 太空站開始研究這樣的泡泡沸騰. 影片中左側是在一般的重力下, 右側是在太空站很微小的重力下的泡泡沸騰, 當開始沸騰起泡以後, 左側的泡泡很快的因為浮力的脫離了底面, 所以產生一連串的小氣泡流. 但是在右側的泡泡因為沒有重力所帶來的浮力, 不會往上升, 所以小泡泡不停的融合成大泡泡. 這樣的差異讓傳統在重力下設計的導熱管變的較沒有效率, 詳細分析這樣的過程的機制會有助於開發新的散熱機構, 讓人在太空上找到更合適的散熱方式來發展不同需要高度散熱的應用. (等發展出來就又有新的泡泡故事可以說了!)



這影片要謝謝Bill Chang提供
他的介紹可以看 http://scimage-news.blogspot.com/2011/03/sts-133.html

年是怎麼來的! Year On Earth

地球繞太陽公轉一周為一年, 但是怎麼知道地球繞了太陽一周呢? 這影片介紹很多種不同的方式來得到地球上所謂的一年, 從看星座, 看太陽目視軌道, 看季節,看地球進動...有好多種方式, 算出來的時間也略有差異. 古時候的人為了定一年花了數不完時間去觀察推演. 對現在人來說, 一年最重要的除了跨年過年以外, 就是生日了. 因為用不同的計算年的方式, 所以生日也有附加的資訊像是星座等, 比如說小機器人就是射手座的. 對了說到射手座, 剛好今天是小機器人的生日 @_@! 嗯... 今年做的最好的事情就是決定開始寫科學介紹, 謝謝各位朋友豐富我這一年!

人工的地球環: 衛星的相撞與殘骸! Satelite smash

衛星在現代社會負起了很多功能, 不管是氣象, 通訊, 國土管理都需要用到. 但是衛星有所謂的使用期限, 當任務完成或是期間發生不預期的意外時後就可能會變成所謂的太空垃圾. 這些在繞地軌道上快速環繞地球的人工物也漸漸變成人類探索太空可能遇到的障礙. 在大約12年前,有所謂的銥計畫, 希望利用77顆人造衛星來達成在全世界任何角落都可以通訊的衛星電話. 但是因為使用者不如預期, 這計畫也很快地被放棄. 但是那些沒有做預期任務的繞地衛星就仍繼續待在軌道上. 去年一顆銥衛星跟俄羅斯的衛星相撞, 這影片是展示科學家計算相撞後飛散的碎片是如何在地球上空運動. 影片的最後有目前已知的太空碎片跟這次撞擊產生碎片的圖示. 這些太空廢棄物已經漸漸在地球上空形成一個人工的地球環. 如果沒有好好規劃管理可能的太空廢棄物, 或許有一天人類就很難順利的躲過這層人工地球環去探訪宇宙.

電磁防護罩! Spaceship shields

磁場可以偏折帶電粒子的行為在電子顯微鏡, 陰極射線管, 質譜儀跟濺鍍上都用的很多. 是一種有效控制帶電粒子運動的方式. 以另外一種角度來看, 地球因為有地磁的關係, 很多來自太陽風的帶電粒子會被磁場偏折而繞開地球. 看起來像是防護罩一樣. 所以有科學家在研究同樣的概念可以用在太空船上, 當有大量帶電粒子來襲的時候, 就打開垂直方向的磁場, 讓帶電粒子運動偏向, 用來躲掉可能因為由帶電粒子轟擊而造成的儀器失效. 雖然在漫畫上很以早就有電磁防護罩的概念了, 不過應該沒有想到第一個可能用上的對手是太陽來的帶電粒子.

物質跟反物質! The Matter with Antimatter

這世界是怎麼產生的-在物理學家的答案比較像是很久以前發生宇宙以大霹靂誕生, 什麼都沒有的空間中變成充滿了物質跟反物質. 然後不知道什麼原因, 反物質在這宇宙不佔優勢, 好像都消失了, 就剩下很多"正"物質, 也就是我們現在看的到的質子中子電子這些正常的物質. 而為什麼反物質會消失就變成的目前物理宇宙模型上一個很重要的謎題. 如果能解開, 對上面的物理故事的可信度跟所依賴的物理模型就會大大的增加. 這問題的一個解決的方式就是其實物質跟反物質不是真正的全然相反, 而是有一點小差異. 之前物理學家已經在某些的粒子行為中觀察到這種差異性（ 電荷宇稱不守恆 CP violation）, 不過差異似乎小的不能解釋為什麼宇宙幾乎都沒有反物質存在, 科學家希望一些新加速器的實驗數據能提供這問題的答案.

星星有多大! The Biggest Stars In The Universe

雖然生在這個宇宙, 可是相信很多人對於宇宙有多大, 或是天上的星星們相對有有多大會說不太出個所以然. 這影片比較介紹了一系列大小的星星. 先開始是熟悉的太陽系裡的行星, 然後是屬於恆星的太陽, 天狼星 (Sirius), 然後是雙子星中的星北河三（Pollux）, 巨星類的大角星 (Arcturus), 畢宿五(Aldebaran), 然後是更大的星参宿七（Rigel）, 手槍星 (Pistol), 心宿二（Antares 天蠍座的主星), 最後是目前已知最大的星星-大犬座VY星(VY Canis Major). 它已經在星球演化的末期, 半徑有2.8兆公里, 跟它比起來地球比起只像是一粒灰塵.如果坐飛機需要一千多年才能繞完一圈. 這些星星也只是這宇宙很小很小的一部份. 感受宇宙的大總會提醒人一些常常忽略的事情.

人造太陽: 慣性約束-雷射核融合! Laser fusion

核能發電除了現在有的核分裂以外, 核融合一直被寄與厚望. 現在科學家利用新的設施讓這夢想更靠近了一步. 在美國的Lawrence Livermore國家實驗室, 科學家建立了一個三個足球場大的雷射陣列, 希望能讓192支的脈衝雷射可以同時被用來點燃這能源之火. 這種利用雷射聚焦的方式來壓縮原子, 點燃原子融合的方式稱為慣性約束, 聚焦的雷射打在一個黃金做成的小容器裡, 利用強烈的雷射在小容器邊緣產生X-ray, 這強烈的X-ray就會產生很強烈的電漿讓容器爆發, 部分的質量飛出, 部分的質量往中心壓縮, 把放在裡面的要融合的原子壓在一起. 希望可以經由這種方式產生可控制的核融合反應. 當然這目標不容易, 不管是脈衝雷射的同步聚焦, 容器的設計, 還有電漿的控制都很有挑戰性. 不過其實這樣的研究過程也提供了科學家研究極端條件下電漿跟光的交互作用的機會. 這樣的知識對天文物理有很大的意義, 因為很多在恆星內的物理行為條件可以被研究. 除了美國以外, 其他國家在法國也有聯合另一個核融合計畫. 希望這樣的技術有天能真的實現.


http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/photo/2010-11/16/c_12778187.htm

位于美國加州利弗莫爾的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)稱，被稱為“人造太陽”的美國國家點火裝置（NIF）日前完成了其首次綜合點火實驗—— 192束激光係統向首個低溫靶室發射了1兆焦激光能量，使中心最高溫度達到華氏600萬度，相當于恒星或大行星核心的溫度。而太陽中心的溫度為華氏 2700萬度。英國媒體14日報道，雖然說，NIF這一實驗沒有達到預期目標，但科學家依然對NIF的未來充滿信心。

　　NIF是全球最大的激光核聚變裝置，研究人員致力于嘗試如何“駕馭太陽的能量”，從1997年開始建造NIF，但直到2009年5 月29日，NIF才最終落成。整個計劃花了22億英鎊。啟動時，激光束會聚焦到一個很小的點上，從而產生上億攝氏度高溫，模擬出像恒星內核或核爆炸那麼強烈的溫度與壓力。

三大任務
　　1 讓科學家用它模擬核爆炸，研究核武器的性能情況，保證美國在無需核試驗的情況下保持核威懾力。
　　2 模擬超新星、黑洞邊界、恒星和巨大行星內核的環境，進行科學試驗將為科學界提供大量此前無法獲取的數據。
　　3 保證美國的能源安全。科學家希望從2010年開始借助國家點火裝置來制造類似太陽內部的可控氫核聚變反應，最終用來生產可持續的清潔能源。

　　NIF承載人類清潔能源之夢

　　NIF承載了人類的清潔能源之夢。最簡單的描述核聚變，就是兩個輕的原子核相碰，形成一個原子核並釋放出能量的反應。在自然界，太陽的內部連續不斷地進行著氫聚變成氦過程，因而太陽產生的光和熱就是由核聚變帶來的。這是人類無法不覬覦的巨大能量。但“人造太陽”要能為我們所用，就必須使核聚變在人為控制下進行，掌握核聚變的速度和規模，實現持續、平穩的能量輸出。

　　受控核聚變前景之誘人，還不僅僅因為能量的產生，而且由于核聚變所需的原料——氫的同位素氘可以從海水中提取。據估測，1升海水中提取出的氘完全聚變反應，放出的能量能達到100倍數量級的汽油燃燒釋放的能量，因此受控核聚變的研究成功幾乎能使人類擺脫能源危機的困擾。

銀河的碰撞喚醒沉睡的黑洞!Black holes regulation of quasar dynamics in galaxy collisions

生活在地球的人類雖然只有百年的壽命, 可是心裡卻想著幾十億年的宇宙故事. 拜理論跟電腦模擬之賜, 一些故事現在可以感受一下了. 這影片介紹兩銀河系碰撞的故事, 故事時間是20億年. 兩個銀河系中間都有一個黑洞也都很穩定的轉著, 模擬中顏色的亮度代表氣體的密度, 而顏色的色彩代表氣體的溫度. 當銀河系互相靠近的時候, 物質開始互相吸引, 產生第一次碰撞. 各自的銀河系的物質開始分部不均, 向各自的中心坍縮, 發射出氣體, 然後慢慢的兩個銀河系會坍在一起, 在中間形成類星體, 這時候氣體會大量噴射而出, 可以看到壯觀的爆發. 然後因為沒有氣體了星系的表示就慢慢暗下來. 很特別的故事, 像是銀河系的相遇也會曲終人散一樣. 裡面很多的劇情也都符合目前實際天文觀測的結果喔!

泡泡裡的行星風暴! Jupiter's storms modelled on a soap bubble

以大尺度來看, 人像是活地球蘋果的蘋果皮的上, 而所熟悉的大氣現象, 也只是二維表面上流體運動. 以往就有人想利用肥皂膜來模擬大氣現象的二維流動, 但是往往發現在平面肥皂膜上的漩渦都是成對出現, 並非像是我們熟悉的颱風那樣是單獨的漩渦. 科學家後來想到應該要在圓球狀肥皂膜上作實驗才對, 他們在一個環上吹出半球肥皂膜, 然後在這環上加熱, 模擬熱從赤道往高緯度傳的情形. (影片中就是由下方加熱) 然後他們發現, 膜上的二維流動可以產生單獨的漩渦, 類似颱風或是木星上的氣旋. 雖然跟真實的情況有差異, 例如科氏力沒有參與, 但是這樣簡單的系統可以模擬出類似風暴的結構, 對於那些真實的二維漩渦的起源提供了多一個線索. 有機會也可以在家作實驗看看喔!

學術文獻

量測大霹靂! Map of first light

科學家發射了新的太空偵測器Planck spacecraft, 這個太空船的目的是準確偵測宇宙大霹靂所發出的光, 也就是我們所說的背景輻射. 之前都在地球收集各方向的訊號進行研究, 現在開始可以在太空中收集了(應該干擾小很多!). 現在高精細度的分布圖已經經由一次次的掃描而得到了. 分析數據還需要時間, 但是這樣訊息應該對於研究宇宙的起源有很大的幫助!

相關學術文獻

看到月球的真實風貌! Mapping the moon

科學家已經在利用新的繞月衛星 Lunar Reconnaissance Orbiter 去量測真實的月球表面起伏跟溫度. 這人工衛星會持續環繞月球然後利用雷射測距儀準確量出月球的每個部分高度起伏. 包括以往不能看到的暗處. 這衛星還配備了溫度計可以同時給出月球的表面溫度. 加上月球已經發現有水的證據, 開發月球已經看已經不是那麼遙不可及了!

相關學術文獻

什麼是宇宙的天氣? Rethinking space weather

太陽本身的活動會噴發出很多帶電粒子,這些粒子在的起伏並不固定就像天氣一像,當這些粒子到達地球的時候因為地球本身的有磁場跟大氣圈,雖然可以部分抵擋但是還是會對很多現象造成影響.例如無線通訊或是電力供應. 這就是宇宙的天氣了 !

相關學術文獻

太空的兩隻眼睛看太陽爆發 3D Solar Explosion

天文的觀測幾乎都是單一方向的觀側,因為距離非常遠,但是對附近的太陽,現在NASA要用兩隻不同的觀測器在太空的不同位置捕捉太陽爆發的3D結構!

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如果月亮撞上水星 when Moon impacting Mercury..

現實上當然不可能發生的,這兩個星體不會相撞,只是如果這樣大小的星體撞在一起會是怎麼樣呢? NASA 模擬給你看!!

太空船上的日食 Solar eclipse seen by spacecraft

日食是月亮把太陽遮住了,如果在太空換個角度看呢?

白矮星爆發了喔 white dwarf explosions

白矮星有些因為超過臨界質量所以最後會爆發成為超新星! 也許人類看不到...所以看看動畫吧!!

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你就是綠光如此的唯一 ! Aurora Borealis

很多人都聽過綠光-不過看過的人不多吧:P 太陽風被地球磁場引到北極進入地球,空氣就被打的閃亮亮的了!!

-引---極光（Aurora或Polar light）出現於星球的高磁緯地區上空，是一種絢麗多彩的發光現象。而地球的極光，由來自地球磁層或太陽的高能帶電粒子流（太陽風）使高層大氣分子或原子激發（或電離）而產生。

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火星上的水 是我找到的! 鳳凰號Phoenix

三隻腳的可愛機器人喔! 他傳回的資料說明火星上有水..另外他還偷偷放在下一個由地球帶來的時間囊, 打算留給未來移居火星的人類打開!
-鳳凰號是繼海盜二號在1976年之後，唯一未使用氣囊緩衝技術而成功登陸火星的太空船。

天空之城 International Space Station

世界合作的最好例子!!