迄今最古老黑洞J0313-1806的藝術(shù)照。圖片來源：美國《科學(xué)新聞》雜志網(wǎng)站

科技日報(bào)記者 劉霞

人類每年都在創(chuàng)造歷史，科學(xué)家們也在不斷創(chuàng)造新紀(jì)錄，今年也不例外。

美國《科學(xué)新聞》雜志網(wǎng)站在12月20日的報(bào)道中，為我們梳理了2021年令人驚奇的6大科學(xué)紀(jì)錄，包括發(fā)現(xiàn)迄今最古老的黑洞以及迄今最古老的動物DNA等，這些新發(fā)現(xiàn)突破了科學(xué)研究的極限和人類的想象力。

迄今最古老的黑洞“現(xiàn)身”

130多億年前，當(dāng)宇宙僅6.7億歲時，一個巨大的黑洞誕生了，美國亞利桑那大學(xué)科學(xué)家主導(dǎo)的國際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)今年發(fā)現(xiàn)了它。

新發(fā)現(xiàn)的超大質(zhì)量黑洞被命名為J0313—1806，質(zhì)量相當(dāng)于16億個太陽，是之前已知最古老黑洞“體重”的兩倍，且比后者“年長”兩千萬歲。

研究人員指出，現(xiàn)有理論認(rèn)為，超大質(zhì)量黑洞由吞噬物質(zhì)較小的種子黑洞生長而成，但他們的計(jì)算表明，即使J0313—1806的“種子黑洞”在宇宙中第一顆恒星形成之后出現(xiàn)，并盡可能快地生長，它的初始質(zhì)量也至少需要達(dá)到太陽質(zhì)量的一萬倍，但通過大質(zhì)量恒星坍縮形成種子黑洞的方式，只能使黑洞的質(zhì)量達(dá)到太陽的幾千倍。因此，新現(xiàn)身的這個古老的龐然大物對超大質(zhì)量黑洞如何形成的相關(guān)理論提出了挑戰(zhàn)。

測量迄今最小引力場

在四種基本力中，引力是我們在日常生活中最熟悉的一種，但令人驚訝的是，它卻是地球上最弱、最難測量的一種。今年，來自奧地利維也納大學(xué)和奧地利科學(xué)院的物理學(xué)家測量了一個2毫米寬、重約90毫克（相當(dāng)于一只瓢蟲的“體重”）的金球的引力場，這是迄今在實(shí)驗(yàn)室測量到的最小引力場。

研究人員稱：“根據(jù)愛因斯坦的理論，引力是質(zhì)量在其他質(zhì)量移動的時空中發(fā)生彎曲的結(jié)果。所以我們真正測量的是，一只瓢蟲如何扭曲時空。”接下來，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)，他們稱，那時就進(jìn)入量子物理學(xué)的領(lǐng)域，或許要使用不同的物理學(xué)原理。

迄今最古老拇指能對握的恐龍

今年4月，中國北票翼龍化石博物館研究人員在《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上撰文指出，他們在給一具生活于1.6億年前的鯤鵬翼龍化石做CT掃描時發(fā)現(xiàn)，這只翼龍的前肢爪子竟然能夠?qū)ξ眨@在翼龍中還是第一次發(fā)現(xiàn)。之前發(fā)現(xiàn)的所有翼龍爪子都朝向一個方向，無法做出對握的動作，這只翼龍是目前已知最早的拇指可對握的動物。

古生物學(xué)家認(rèn)為，這種結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)是為了讓這種翼龍更好地適應(yīng)樹棲生活，能夠?qū)ξ盏淖ψ硬粌H可用來爬樹，還能夠用來抓握獵物。

首次觀測到中子星和黑洞合并

6月29日，來自美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）、歐洲“室女座”（Virgo）和日本引力波天文臺的天文學(xué)家在發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》的論文中，公布了他們的研究成果：在LIGO和Virgo的第三輪運(yùn)行中，他們首次發(fā)現(xiàn)了來自黑洞—中子星合并的引力波事件——GW200105和GW200115。

GW200105事件由一個8.9倍太陽質(zhì)量的黑洞和一個1.9倍太陽質(zhì)量的中子星合并產(chǎn)生，此次合并發(fā)生在9億光年之外。GW200115事件的“主角”分別是一個5.7倍太陽質(zhì)量的黑洞以及一個1.5倍太陽質(zhì)量的中子星。

研究人員指出，現(xiàn)在已經(jīng)探測到了黑洞和中子星合并的首批案例，能確定宇宙中存在這種現(xiàn)象。但是關(guān)于中子星和黑洞還有太多未解之謎，未來獲得的數(shù)據(jù)將有助回答這些問題，并理解宇宙中這些最極端的天體是如何產(chǎn)生的。

發(fā)現(xiàn)迄今最古老動物的DNA

來自瑞典烏普薩拉大學(xué)的生物信息學(xué)家表示，他們在120萬年前生活在西伯利亞東北部的猛犸象的牙齒中發(fā)現(xiàn)迄今最古老的DNA，并對其進(jìn)行了測序，為研究已滅絕的冰河時代的北美巨獸的進(jìn)化，打開了一扇嶄新的窗戶。據(jù)悉，此前最古老的DNA來自一匹生活于70萬年前的馬的化石。

科學(xué)家們說，這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)可能接近了DNA能持續(xù)多久的極限，從進(jìn)化的角度來看，打破100多萬年這個魔法屏障相當(dāng)于打開了一個新的時間窗口。而且，來自猛犸象的基因表明它可能屬于以前未知的物種。

擁有最多丹尼索瓦人DNA的族群

被稱為丹尼索瓦人的神秘原始人群體很久以前就滅絕了，但“雁過留痕”，丹尼索瓦人在遙遠(yuǎn)的過去曾與現(xiàn)代人的祖先混合，留下了“蛛絲馬跡”。

瑞典科學(xué)家報(bào)告稱，菲律賓土著Ayta Magbukon人約5%的DNA來自丹尼索瓦人，是世界上擁有最高丹尼索瓦血統(tǒng)的族群。事實(shí)上，他們比之前被認(rèn)為當(dāng)今擁有最高丹尼索瓦血統(tǒng)的族群——巴布亞高地人攜帶更多丹尼索瓦人DNA。

研究人員表示，這些發(fā)現(xiàn)揭示了亞太地區(qū)現(xiàn)代人和古人類復(fù)雜交織的歷史，他們希望利用這一結(jié)果，以及其他攜帶丹尼索瓦人DNA的群體的遺傳線索，追溯丹尼索瓦人在東南亞、巴布亞新幾內(nèi)亞和澳大利亞的活動軌跡。

關(guān)鍵詞： 紀(jì)錄 極限 科學(xué)