原创 2007年7大科学展望:超级对撞机揭开宇宙诞生之谜

 2007-1-16 10:54  2326 4 4 分类: 工程师职场

在新的一年开始的时候，美国著名的《大众科学》杂志对2007年的世界科学发展进行了预测。该杂志认为，2007年人类有望在7大科学领域取得重大突破，其中包括发明抑制上瘾的疫苗，核能利用的突破，解决水资源缺乏的新技术等等。其中最重要的科学突破可能出现在理论物理领域，人类历史上第一台大型强子对撞机的启动将为人类揭示宇宙起源之谜。
　　

(游客在日内瓦参观大型强子对撞机的组件)
　　

(国际空间站一角)

(人类胚胎干细胞)

(美国新墨西哥州的干旱土地)

(美国一个核电厂的内部设施)

(甲烷正在从西伯利亚冻土带的湖泊中冒出)

脑扫描图中控制人类上瘾的大脑区域。

1.“解谜机器”驾到
　　
　　2007年，欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）将全面启动。欧洲核子研究中心是目前世界上最大的物理实验室，位于瑞士的日内瓦；而大型强子对撞机是全世界最强的粒子研究工具，该项目耗资80亿美元，历时10年之久。如果一切顺利，这个深埋在地下100米的长达27千米的超级对撞机将能验证现存的宇宙起源理论正确与否。
　　
　　强子是一种亚原子粒子，大型强子对撞机的启动将是粒子物理领域内具有里程碑意义的事件，它的研究结果将能有助于解开物理学领域许多基本问题，诸如：为什么物质会结成块状、宇宙是怎样成为整体等。
　　
　　大型强子对撞机内粒子的碰撞还将产生出“暗物质”——这是一种看不见的神秘物质，天文学家认为整个宇宙的80％都是由这种物质构成的。
　　
　　大型强子对撞机还有一个重要任务，那就是对我们生存的四维空间之外的空间维度进行探索。在传统认识领域，这种实验是不可能完成的任务。但近年来科学家认为，人类可以通过大型强子对撞机找到“第五维”的间接证据。参与这项研究的美国佛罗里达大学物理学家马特切夫解释说，许多粒子在穿越另一空间的时候都会变大，他的工作就是研究实验中粒子质量变化的数据。
　　
　　以上的研究目标是否能够顺利完成，目前尚是一个未知数，但许多科学家认为，即使大型强子对撞机没有能够证明这些理论，它能够顺利启动就是科学界的一个巨大成功。因为它的最基础的功能就是能够再现宇宙大爆炸之后的物质条件和能量水平。

2.扩建国际空间站
　　
　　当2003年哥伦比亚号航天飞机爆炸的时候，国际空间站的全部硬件设备只有49％到位。2010年，航天飞机就要退出历史舞台，这使整个国际空间站的完成计划不得不全面提速。
　　
　　国际空间站计划总投资高达1000亿美元，它将是人类未来飞往火星和月球的中转站。要完成这一目标，2007年将成为关键的一年。
　　
　　在美国宇航局的计划中，国际空间站还要进行14次装配任务，其中五次要在今年完成。如果这五次任务全部成功完成，到12月为止这个人类太空中唯一的前哨站将增重30%，并增加约150立方米的空间，最值得注意的是增加两个一流的科学实验室。
　　
　　除了美国人的工作外，欧洲的“哥伦布实验室”和日本的“日本实验舱”也都将加快工作的速度，它们分别是欧洲和日本负责的国际空间站部分。
　　
　　2007年的太空任务将极具挑战性，美国宇航局的发言人阿拉德·布泰尔认为，它们“甚至比阿波罗登月计划还要复杂”。
　　
　　2007年5个最重要的太空项目
　　
　　1.西弥斯探测器，1月21日发射。目的：研究北极光的成因。
　　
　　2.中国的嫦娥一号，4月17日升空。目的：为中国登月计划作准备工作。
　　
　　3.道恩号太空船，6月21日发射。目的：研究火星和木星之间的小行星带。
　　
　　4.凤凰号火星登陆车，8月份升空。目的：在火星的地下冰层中寻找生命痕迹。
　　
　　5.伽马射线太空大面积望远镜，10月7日进入预计轨道。目的：观测黑洞等宇宙现象。
　　
3.培育干细胞
　　
　　现在医学界对干细胞治疗技术的期待极为迫切。理论上，糖尿病、帕金森症以及多种癌症都可以用干细胞来治疗，因为干细胞可以修复特定的人体组织或器官。但是这方面的研究进展一直非常缓慢，加利福尼亚州“再生药物研究中心”预计，成熟的干细胞治疗方法至少还需要10年才能面世。该中心管理着政府30亿美元的干细胞研究经费。
　　
　　干细胞研究工作之所以发展缓慢，是因为很多国家的法律禁止利用人类胚胎研究干细胞，而成人干细胞很难转化成其他组织细胞。但去年两位日本科学家在干细胞研究方面取得了更大的突破，他们成功地把老鼠的皮肤细胞培养成为类似胚胎干细胞的细胞。如果该方法今年能在人类细胞上应用，那将意味着人类科学的一个重大突破。