科技日报昆明4月3日电 (记者 赵汉斌)记者3日从云南天文台获悉,该台抚仙湖太阳观测与研究基地国际上首次最新报告了M5.0级太阳耀斑爆发导致光球层黑子半影结构收缩衰退,并转变成为黑子本影结构的现象。研究成果发表在天文学国际杂志《天体物理学杂志》上。
太阳黑子的形成,是由于太阳内部磁场向光球表面浮现所造成的。因此太阳黑子演化的驱动力往往来自于太阳内部。最近提出的“磁内爆”理论推测,太阳高层大气的耀斑爆发同样会影响太阳表面的磁场结构。然而,目前对于支持“磁内爆”的观测证据尚存在争议。
抚仙湖太阳观测与研究基地徐喆博士与合作者利用云南天文台一米新真空太阳望远镜的高分辨率观测数据发现,处于耀斑爆发中心下方的太阳黑子,在耀斑期间出现了黑子半影向本影的转变。这一过程与内部磁流驱动的黑子演化完全相反,后者往往表现为黑子本影向半影结构的转变。
这一事件的研究工作解决了目前对于“磁内爆”观测的两大争议。首先,黑子结构的转变与之前观测的磁场突变不同,可以排除对于耀斑期间磁场探测有效性的争议;其次,黑子结构的逆趋势演化,也可以排除结构转变是受内部磁流驱动的争议。
太阳系外来客奥陌陌“丢了”
今日视点斯皮策太空望远镜(SST),人类放出去的最大同时也是最远的红外望远镜设备。不过,近期它瞄准首位星际访客奥陌陌(Oumuamua)既定飞行轨道,试图再次捕捉到它时,失败了。反复探测依然无所获。奥陌陌出现迄今已整整一年,然而对于人类来说,它仍然是个星际之谜,这个天体的存在及消失都在提醒人类,宇宙“邻里之间”充满着惊喜。
远方信使2017年10月,美国国家航空航天局宣布,科学家确认检测到了“拜访”太阳系的第一个星际天体。它由夏威夷哈雷阿卡拉天文台首次发现,随后欧空局也进行了证实。奥陌陌呈红色,雪茄形,移动速度飞快——以每秒25.5千米的速度进入太阳系,随后一度达到44千米/秒。其运行轨迹不同于普通太阳系小行星或彗星——沿双曲线轨迹运行,不受太阳系束缚,也就是说它来自太阳系之外。国际天文学会将其命名为1I/2017 U1。但欧空局为它另取了一个夏威夷语名字:奥陌陌,意为“远方的信使”。
令天文学家无奈的是,奥陌陌运动速度和亮度凭现有技术都难以捕捉,只能得到一个粗略的光谱,也没有物体反射率的详细信息,因此对它的物理性质一筹莫展。天文学家猜想,它的颜色可能意味着其表层没有容易挥发的物质。但对于它的内部组成,仍一无所知。 渐行渐远在奥陌陌之前,人类从没能够近距离地研究太阳系外的东西,在奥陌陌出现后,一整年人们依然没搞清它究竟是个什么。因为即便我们幸运地遇到了乱入的它,也没有足够的实力去勘破其来龙去脉,而且不等我们的科技跟上,就可能已永远失去了它。斯皮策太空望远镜当前距离我们2.5亿公里左右,以太阳轨道运行,算是与奥陌陌的飞行路径较近了,而且斯皮策的波段从远红外线、中红外线一直到近红外线都能驾驭,但在经过长达30个小时的搜索后,还是找不到奥陌陌。斯皮策望远镜团队科学家简单地解释说,它已飞得太远了,人类任何望远镜都无法探测。按照计算,奥陌陌应正处在木星与土星之间,4年后就将越过海王星轨道,穿过太阳系一去不返。
一个开端对于天文学家来说,奥陌陌是非常罕见的科学资源。一年里,人们对它发起了大规模的调查,现有技术分析称,它表面可能和太阳系小天体比较相近。凭借一个“奥陌陌热性质模型”,天文学家认为它应有一层半米厚的含有机物材料。这一结果非常有助人们进一步理解游走在太阳系附近的天体。除结构外,它的轨迹也令人着迷。今年夏天,欧空局SSA-NEO协调中心的团队分析了地面和太空观测到的奥陌陌运动情况,发现奥陌陌运行的轨迹甚至无法仅用太阳、行星和大型小行星的引力来解释。换句话说,奥陌陌加速离开太阳系的动力在本质上是非引力的,可能与彗星行为一致——受自身释放的气体驱动。但这个结论还不能让所有人信服。现在,奥陌陌的潇洒离去,让许多研究失去了被验证的机会。不过,更多的天文学家相信,星际访客应该还有很多,会不时拜访太阳系。他们甚至计划在这些天体靠近地球时发射航天器,与其狭路相逢并射击,然后对飞溅出来的碎片进行分析。这仅是研究奥陌陌同类物体的一个开端,如同人们上世纪90年代早期发现第一个柯依伯带天体1992 QB1后,迄今已有大量柯依伯带天体被发现,它们随着探测分析技术的进步,丰富着我们的星际档案。
新研究建立苍蝇座三维模型
新华社堪培拉5月11日电(记者 赵博)澳大利亚国立大学11日称,该校与希腊克里特大学研究人员建立了苍蝇座的三维模型,这有助于揭示太阳系是如何形成的。
苍蝇座是南天星座之一,在国际天文学联合会划分出的全天88个星座中,按大小排名第77位。苍蝇座除星体之外也有氢分子和尘埃形成的大型气体云,离地球上百光年到数千光年不等。
研究人员表示,这是首次看到太空中的苍蝇座并不是稀薄静止的气体,而是一个不停振动的复杂结构。苍蝇座被排列有序的毛发状结构所包围,这种结构由气体云振动带起的气体和尘埃造成。研究人员通过分析这些振动的空间频率,确定了苍蝇座的形状:它看起来像是一根针,但是从边缘往中心看,又像是一张薄纸。
研究人员重构了苍蝇座早期阶段恒星和行星的形成过程,并表示,了解气体云的三维形状将大大提高人类对这些恒星孕育场的认识,而且非常有助于揭示太阳系是如何诞生的。
澳大利亚国立大学天文学与天体物理学研究院的阿里斯·特里齐斯说:“现在苍蝇座三维形貌已经确定了,可以作为实验室模型使用,用来测试恒星形成、天体化学和尘埃形成理论。”
除了有助了解恒星和行星形成之外,苍蝇座模型还可以用来观察分子如何从气体云中形成。参与研究的希腊克里特大学研究人员康斯坦丁诺斯·塔西斯说,苍蝇座是银河系中迄今发现的最大的能够整体振动的结构,我们能从这个模型中了解很多新东西。
该研究报告发表在美国《科学》杂志上。
张梦然:全球首例人体内基因编辑试验实施
科技日报北京11月19日电 (记者张梦然)美国《科学》杂志在线版17日报道了一项人类医疗史上的里程碑:科学家首次尝试在人体内直接进行基因编辑。他们向一名44岁的患者血液内注入了基因编辑工具,以永久性改变基因的方法来治愈严重遗传疾病。
这项临床试验在美国加州大学旧金山分校完成,受试者是44岁的亨特氏综合征患者布莱恩·马德。亨特氏综合征是一种罕见的、威胁生命的遗传性疾病,由基因突变导致,患者细胞代谢废物无法分解,累积在组织器官中,最终产生机能障碍。
马德所接受的基因编辑工具是锌手指核酸酶,而并非一直以来广受关注的CRISPR。与后者相比,锌手指核酸酶的“资历”更早,它被认为是第一代基因编辑工具,进行定位的序列更长,操作相对复杂,基因编辑的精准度也更高。
本次治疗中,非致病性腺相关病毒将运载着两个锌手指核酸酶和一个正常基因,直达患者的肝部细胞。到达后,锌手指核酸酶将准确找到“工作位置”,像剪刀一样将DNA双链切开,填充进正常基因。通过DNA的自我修复机制,原有的DNA片段会接受新的正常基因。
之前的“基因疗法”,是科学家们在培养皿中编辑人类细胞,再注射回人体内,并非对患者DNA直接编辑。而此前疗法也存在治疗范围有限、部分效果不持久的问题。新治疗成效将在三个月内得到确切答案,其一旦成功,将会推动基因疗法进入全面开展阶段。
这项试验目前引起了一定的担忧:尽管锌手指核酸酶安全性已经过测试,动物模型也得到良好反馈,但仍会有无法预计的副作用存在。不过,美国国立卫生研究院参与批准这一项目的官员表示,到目前为止,尚没有证据表明该疗法具有危险性,因此也不应害怕。
英特尔5G为虚拟现实放飞梦想
2017世界移动通信大会(MWC 2017)正在巴塞罗那如火如荼的进行中,5G以及5G在虚拟现实等领域的应用在MWC上成为焦点,获得越来越多的关注。在英特尔看来,5G将为高数据吞吐量需求的虚拟现实带来高性能的体验,为娱乐行业和游戏、观看和欣赏体育等体验的消费者带来极致的沉浸式内容和前所未有的体验。而在此次MWC上,英特尔展示了一系列全新的行业协作与产品创新成果,包括诺基亚5G FIRST、中国电信基于RSD的NFVi、中兴IT BBU等。英特尔正不断提供新技术,并与业界领导厂商在平台方面展开合作,共同加速5G时代的来临,并为前所未有的虚拟现实体验打下坚实的基础。
在过去的科幻电影中,我们已经无数次领略过虚拟现实的魅力。无论是1990年阿诺德·施瓦辛格在《全面回忆》中找回的虚拟记忆,还是1999年基努·里维斯在《黑客帝国》中穿梭于虚拟和现实之间与AI斗智斗勇,抑或是阿汤哥在《碟中谍4》中玩出花儿的智能隐形眼镜,这些可以归为虚拟现实和增强现实范畴的场景和设备,都让所有科技玩家直流口水。虚拟现实之所以备受关注,正是源于它们有可能满足人们对这些创新体验的渴望。
我们期待的虚拟现实是这样子的!
虽然《黑客帝国》中描述的脑后插管式的生活距离我们还很遥远,但是通过体感模拟(视觉、听觉、味觉、触觉……)的方式获得虚拟现实体验的场景却随着科技的进步而逐渐成为现实。我相信,很多关注虚拟现实的玩家都设想过这样的场景:
1.当佩戴者说出“工作”这个关键词的时候,通过类似太阳镜的虚拟现实眼镜看到的就不再是家里的卧室,而是繁忙的虚拟工作间。这里已经有几位提前上线的同事在处理工作,等待和你交流。
2.当佩戴者准备外出聚餐时,虚拟现实眼镜上可以看到叠加在现实场景上的导航信息、餐厅评价、道路拥堵情况以及朋友所在的位置,必要时还可以视频通话确认一下。
3.当佩戴者准备上线和好友一起联机游戏时,他不是端坐在电视或者电脑前看着屏幕上的游戏角色,而是带着虚拟现实眼镜和朋友一起沉浸到一个庞大游戏世界中,体验虚拟游戏人生。
在我们设想的未来虚拟生活中,所有这些体验都应该是通过一台轻量化的、可穿戴式的虚拟现实眼镜来实现。它可以在全沉浸的虚拟现实与叠加信息的增强现实模式之间灵活切换;可以让我们观看到实时更新、快速响应、精致细腻的虚拟图像。然而,现在的虚拟现实是这个样子的……
理想中,虚拟现实眼镜应该像普通太阳镜一样轻巧易用;现实中,重量高达600g+的头显会随时提醒我们锻炼颈椎。
理想中,我们能够自由自在地走动,无论是家里还是户外;现实中,一根几米长的数据线拴在脑后,时刻提醒我们“别走丢”。
理想中,我们区分不出现实世界和虚拟世界,哪怕身处潘多拉星球;现实中,满眼的颗粒马赛克随时提醒我们“一切都是假的”。
玩家不是没有尝试过其他选择,几块纸板加两个镜片搭配一台手机,似乎也可以尝鲜虚拟现实。不过糟糕的画面和孱弱的性能告诉我们,这只是一个“玩具”!同样受制于性能的还有一体机。整合了SoC芯片的它尽管体验比手机+盒子的组合好,而且可以实现自由移动,不过移动级芯片注定了它难以承受我们对虚拟现实效果的追求。如何才能实现设想中的虚拟现实呢?
理想与现实,差距也许并不遥远。
设想中的虚拟现实眼镜,应该具备超高的清晰度,起码要从目前主流的单眼1K分辨率升级到4K以上水准。不过,屏幕的提升意味着我们需要为虚拟现实眼镜提供更高分辨率的图像,比如单眼2K~4K分辨率的画面。如此高清晰度的画面,无论是实时渲染游戏,还是本地**视频,短期内都不是一颗移动SoC能够应付的。当然也许有人会说,通过减少三角形可以进行优化,降低性能需求。但是这种为了性能而进行的效果妥协,无疑正变得越来越难以令人接受。
在轻量化的虚拟现实眼镜上整合高性能SoC是难以实现的,而类似HTC Vive和Oculus Rift这样的PC VR头显倒是可以借助PC端强劲的性能满足未来高画质的需求,但是脑后那根连线却又让人难以忍受。虽然目前我们可以通过基于60GHz技术的第三方无线套件把这根线去掉,但其对活动范围的限制依然存在,只是把有形的线换成了无形的线而已。
终端性能受限,活动范围受限,虚拟现实体验的这两个痛点应该采用何种方式解决呢?云、端融合也许是一个思路。将虚拟现实和增强现实的计算工作交给云端的计算中心,正如我们现在将各种存储工作交给云端一样。未来高清晰度虚拟现实体验需要的计算性能,对于不受空间束缚、几乎可以无限扩展的计算中心来说根本不是问题,只是在虚拟层上调度计算能力的些许差异而已。
至于计算后图像的传输工作,则可以交给更加自由的移动互联网,这也是我们在4G手机上非常熟悉的使用方式。移动互联网正在飞速进化,从2G网络的Kb级,到3G网络的Mb级,再到4G网路的100Mb级,我们体验的内容也从文字变成图片再变成视频。现在,我们即将迎来5G时代,网络速度将进化到Gb级,这意味着通过移动互联网传输单眼2K甚至更高级别的虚拟现实内容成为可能。
5G连接的不仅仅是手机,也是虚拟现实未来的基石。
英特尔通信与设备事业部5G业务与技术部总经理Rob Topol在接受外媒采访时谈到:“我们经常说5G是后智能手机时代,因为它除了关乎智能手机,更关乎其他业务,包括无人机、智能汽车、家庭网络、虚拟现实。” 英特尔公司高级副总裁兼通信设备部总经理Aicha Evans也在其博客中提到:“随着移动性不再仅限于智能手机,5G正在成为我们一生中可能见到的最具影响力的技术变革之一。它将带来无人驾驶、智慧城市、物联网等新一代的体验,以及万物互联时代。” 5G是一个极具灵活性的网络,基于5G的物联网将实现更大规模的万物互联,5G将开启从无人机送货到无人驾驶汽车的下一轮技术**。
在未来的5G时代,我们将完成虚拟现实与增强现实体验的一次飞跃:基于5G网络、云计算与边缘计算等核心技术模块升级而引发的产品**,正如移动互联网的诞生后智能手机颠覆功能手机那样。极速5G网络的高带宽可以用于360 和高分辨率沉浸式虚拟现实体验,而利用在智能基站布置边缘计算能力,我们也可以显著降低虚拟现实体验内容的延迟。分辨率的提升与延迟的降低,使得高沉浸感的虚拟现实体验在基于移动互联网的设备上成为可能。
基于5G网络连接的虚拟现实和增强现实体验将会彻底改变我们的生活,而不仅仅局限在娱乐领域。事实上,现在英特尔和爱立信已经在联手推进5G创新者计划,目的就是利用5G网络和分布式边缘计算技术进行创新,包括危险环境的无人机监控与增强现实、虚拟现实的结合。用英特尔客户端与物联网商业和系统架构事业部总裁任沐新的话来说就是:“5G不只是连接技术的循序演进,其**性意义相当于 从模拟时代到数字时代 的转变。”
英特尔加速5G和虚拟现实未来的到来
虚拟现实、人工智能和物联网等领域的突破性技术对无线网络提供了极高的要求,只有新一代优化的5G网络才能满足这些领域对性能的需求。作为5G技术的主要倡导者,英特尔具备得天独厚的优势。作为在中国5G技术研发试验第一阶段中,唯一获得IMT-2020(5G)推进组证书的芯片企业,英特尔在5G领域拥有先发优势。英特尔在4G时代就已经扮演了计算机和其他技术中的领导者,而在5G时代,英特尔的计算能力、网络能力将会进一步融**为更强大的智能互联解决方案,从而开拓出更多创新体验领域,包括虚拟现实、无人驾驶、人工智能等。
在去年的MWC上,英特尔就推出了业内第一个同时支持6GHz以下频段和28GHz毫米波的移动试验平台。其采用了关键的3GPP 5G NR技术,拥有低延迟帧结构、先进的信道编码和大规模多入多出,能够提供更快的连接能力和极致的响应速度。这些,正是具有20ms体验门槛的虚拟现实和增强现实设备所需要的。而在正在进行的MWC 2017上,英特尔发布了第三代5G移动试验平台,这意味着英特尔在一年的时间内完成了三次5G移动试验平台的大升级,为虚拟现实的进化提供了坚实的基础。
实际上,英特尔是目前业内为数不多能够提供端到端虚拟现实解决方案的企业。去年8月,英特尔首次推出了融合现实(Merged Reality),致力于打造物理和虚拟环境的全新交互方式。再加上能够感知周遭环境的“实感技术”,英特尔在设备端为产业合作伙伴提供了关键的技术与平台;在连接端,不断更新5G高速无线通讯技术;在云端,英特尔强大的计算和数据分析能力也为虚拟现实体验提供强力的后端支持。
英特尔看到了5G技术升级所带来的良性循环增长过程中蕴藏的巨大机会,因此正在加速进行战略推进:从一家PC公司转型为一家驱动云计算和数以亿计的智能、互联计算设备的公司。随着软硬件方案的逐渐成熟和商业化的开展,5G网络将提供更高的数据带宽、更快的传输速度和更低的延迟。也许三年之后,我们就可以享受基于5G网络传输、采用云计算与边缘计算复合方式、支持毫米波实现无线融合现实眼镜的下一代虚拟现实体验。