2007十大科学发现

記者方洪綜合報導：2007年過去，回顧一年來的重要科學發現和進展，這些發現對於人類對宇宙、生命、歷史等的瞭解都可能產生重要的影響。

2007年1月科學家利用NASA「宇宙演化勘測」小組的觀測結果，繪製了暗物質的三維圖像。（NASA, ESA and R. Massey[CalTech]）

1、暗物質如腳手架撐起宇宙星系
    古希臘的哲學家柏拉圖認為：「看得見的是看不見的影子。」對今天的天文學家來說，看不見的暗物質對於看得見的物質，意味著甚麼呢？

    科學家最近繪製了宇宙中暗物質的分布圖。這是人類第一次分析暗物質在較大範圍的結構，並且證實了一個假說，即暗物質就像腳手架一樣，支撐著宇宙中的一切物質。

    加州理工學院的科學家發現同一範圍的物質（星系）分布和暗物質分布大致一樣。而且，像星系這樣的物質是彙集在高密度的暗物質網絡上的。

    其實科學家很早以前就發現，觀測到的星系規模和星系質量不相配。按照萬有引力定律，許多星系規模太大，會因為自身引力不足以維持其結構而分崩離析，但是事實並非如此。

    如今這個謎終於有了比較確鑿的答案：是暗物質將宇宙的星系固定在相應的位置上。科學家推測，暗物質占宇宙總質量的六分之五，遠遠大於可見物質的質量，然而，卻因為看不見，就只能通過觀測結果計算和推測。

    科學家還發現，暗物質在宇宙漫長的歲月中漸漸解體，由完整的結構逐漸變成一個個的團塊。理論認為，這種解體過程是由於其自身重力作用的結果。研究人員表示，這張「暗物質三維分布圖」堪稱宇宙學的最大成就之一。

2、中國貴州發現約六億年前動物化石

    國際著名刊物（Geology）雜誌在二零零七年第二期刊登了一個發現，中美科學家聯手在貴州甕安發現了可能是迄今最古老動物：可能是迄今發現的最古老動物。

    這一研究是由中國科學院南京地質與古生物研究所專家與美國阿莫斯特學院專家共同完成的。

根據對化石的研究，發現這些細胞每分裂一次，單個細胞的體積就比母細胞減小一半，而整個細胞聚合體的體積幾乎保持不變，這一特點與動物胚胎的發育過程非常類似，專家認為其是某種埃迪卡拉紀不知名動物的胚胎化石。

    研究人員還發現，根據化石標本顯示的螺旋狀胚胎展開的跡象，似乎表明這些胚胎化石最終發育成管狀的生物體。

    研究人員據此認為，這是一類未知而神奇的動物，就目前來看，地球上沒有與它類似的動物類型。為了更好地研究，科學家根據它的「長相」給它起名叫做「裝飾大球」。

3、美觀測到史上最亮超新星亮度為太陽500億倍

科學家觀測到有史以來最耀眼的大規模星際爆炸。(NASA)

    美國宇航局(NASA)公布說，科學家觀測到有史以來最耀眼的大規模星際爆炸。一顆編號為 SN 2006gy 的超新星其質量應為太陽的一百五十倍左右。這次爆炸可以幫助天文學家進一步瞭解宇宙第一代恆星滅亡的過程。

    加州大學柏克萊校區的天文物理學家史密斯(Nathan Smith)表示，天文學家之所以如此興奮是因為這次的爆炸太過強大，必須以前所未見的全新爆炸機制加以解釋。

    一名研究生於二零零六年九月十八日藉德州超新星搜尋計劃(Texas Supernova Search)所屬的一部機械式望遠鏡發現了SN 2006gy。在接下來的七十天中，其亮度不斷增強，最耀眼的時候亮度是太陽的五百億倍，其他超新星的亮度難望其項背，估計這次爆炸距離地球約有二億三千八百萬光年。

    天文學家表示一顆恆星在發生類似SN 2006gy的超新星爆炸前，會將自己的質量大量噴出。我們銀河系內離地球只有七千五百光年的亮星海山二星(Eta Carinae)已經開始了類似的噴發狀態，只要它一發生超新星爆炸，就是一場最佳的聲光秀。

4、日學者誘導皮膚細胞宜代替幹細胞

    2007年11月，美、日科學家宣布，他們利用皮膚細胞仿製出具備胚胎幹細胞功能的幹細胞。

    山中教授等研究小組人員將四個基因注入皮膚細胞，從而誘導皮膚細胞但是這些基因裡面也含有容易致癌的基因「c-Myc」，以這樣的手法研發出的萬能細胞所生出的老鼠，約有兩成出現長腫瘤的情況。

    在而後的進一步研究，將四個基因當中易致癌的基因c-Myc 去除，僅用三個基因注入皮膚細胞內進行實驗，在調整培養的條件之後，創出新的細胞，再以此細胞培育出二十六隻老鼠，在養了一百天之後發現，這些老鼠無一隻致癌。

    另一方面，如果是注入含有易致癌的基因c-Myc 的情況下，三十七隻老鼠當中就有六隻致癌，致癌的老鼠一百天就死亡了。

    由於胚胎幹細胞的研究設計倫理問題，科學家們一直研究替代方法以避免適用胚胎幹細胞。但同樣的實驗，在進行人類細胞就不太成功，如果不植入致癌基因，轉化成仿造幹細胞的機會就會大大降低，約50%情況轉化失敗。

5、隱形技術取得突破

美國新罕布什爾大學（University of New Hampshire）兩名物理學家戴康尼斯庫（Bogdan Diaconescu）和波爾（Karsten Pohl）證實聲學等離子（acoustic plasmon）的存在，它的振動波（圖中上部分）疊加在常規的電子波（standing electron waves，圖中下部分）之上。（圖片來源：新罕布什爾大學）

    隱形技術聽似幻想，但是歐美的科學家開發出一項曲折光線的技術，令科幻小說裡的隱形人越來越接近現實。

    聲學等離子(acoustic plasmon)的出現為隱形科技帶來突破，意大利熱那亞大學的魯卡(Mario Rocca)表示，等離子可用來生產一種折射光線的物質。

    魯卡表示科學家已經開始著手進行實驗曲折小物體周圍的電磁波，但波長較短，不屬可見光。魯卡在《自然》(Nature)雜誌上表示，理論上波長與物體大小都不成問題，研究人員預見等離子可以折射物體周圍的光線，將物體完全隱形。

6、美天文學家發現宇宙巨洞直徑十億光年

    據華盛頓八月二十三日路透電，天文學家今天表示，他們發現宇宙有一個巨洞，裏面沒有銀河和星星，甚至沒有暗物質（dark matter）。

    明尼蘇達大學研究小組表示，這個巨洞的直徑將近十億光年，他們不知道這個巨洞為何在那裏。天文學教授魯德尼克說：「不僅從沒有人發現如此巨大的洞，我們也從未期待發現這麼大的洞。」

    魯德尼克以及他的同僚布朗和威廉斯在發表於「天文物理期刊」的報告中說，他們使用「威爾金森宇宙微波各向異性探測衛星」研究一個冷點時，發現了這個巨洞。

    一些天文學家表示，該區域似乎甚至沒有暗物質。暗物質無法直接看到，但是通常可以通過測量重力偵測到。這個巨洞在獵戶星座西南的波江星座所在的區域。

7、中國發現世上最大似鳥恐龍化石

二連巨盜龍與人類型體比較。(FREDERIC J. BROWN/AFP/Getty Images)

    中國科學院古脊椎動物與古人類研究所專家6月13日宣布，經研究確認，在內蒙古自治區二連浩特市發現的一具巨型獸腳類化石，是當今世界上最大的似鳥恐龍化石。

    這具化石是中國科學家於二零零五年在內蒙古二連盆地大約八千萬年前沉積的岩石中發現的，體長約八公尺，站立高度超過五公尺，體型可與著名的暴龍類相比。專家將其命名為二連巨盜龍。

    一般的似鳥恐龍個體較小，多數體重在幾公斤，有的甚至不足一公斤，但這隻二連巨盜龍的體重卻達到一千四百公斤，是其近親尾羽龍的近三百倍。

    通過分析這具化石的骨骼微觀特徵，專家們發現這隻二連巨盜龍大約是在十一歲左右死亡，死亡時剛剛進入成年期。

    專家表示，發現如此巨大的長羽毛的動物超乎了我們的想像。我就像看到一只像豬一般大的老鼠一樣感到驚訝。最令研究人員感興趣的是，二連巨盜龍具有大量似鳥特徵。

8、南極深海發現七百多種未知物種

    南極洋南方海域威得爾海的幽暗深海裡，竟蘊藏著豐富的海洋生態。科學家經過三年深海長征，發現了超過七百種未知物種，莫不大為興奮。

    英國「自然」雜誌刊出這份報告，威得爾海提供全球大部分海洋環流所需的深層海水，但人類對它的瞭解卻相當有限，科學家過去三年都在威得爾距海面六千公尺以下深海層收集生物群資料，終於有此驚人發現。

    過去研究曾指出，南極海域可能與北極海域一般，都缺乏海洋生物，但卻被這次重大發現推翻。

    這次發現的大量物種中，大部分都是等腳類動物，發現的甲殼類動物更是各種體型皆有，從細微到肉眼幾乎看不見到長約三十公分的龐然大物。已分類的六百七十四種生物就有超過八成是從未記載過的，另有一百六十種類似蝸牛的腹足動物及雙殼動物，及七十六種海綿動物。

    其中最讓布朗德嘖嘖稱奇的便是一種小型變形蟲，可以生存在海面下六千公尺的深海底，同時也在較淺的海域發現它的蹤跡，在不同水壓下的適應力相當驚人。

9、母鯊的無性生殖震驚科學界

2005年4月22日，西班牙北部城市San Sebastian水族館中的一尾叫「沙老虎」（Sand Tiger）的母鯊。（RAFA RIVAS/AFP/Getty Images）

    人們原以為無性生殖只是偶爾發生在一些脊椎動物身上，諸如鳥類、爬蟲類與兩棲類；從來就不可能發生在大型脊椎動物，諸如哺乳類或鯊魚身上。然而這樣的事情發生了。

    根據一個國際小組的報告，一隻母的錘頭鯊經過基因測試，發現竟可無性生殖，其所產下的小鯊沒有父系的DNA。這是第一個無須雄性，鯊魚就可無性生殖的報告。這個報告刊載於英國皇家學會的《生物書簡》(Biology Letters)期刊。

    所謂無性生殖，是一種只需雌性卵子，不需雄性子的生殖方式，亦即卵子不需受精就可以開始分裂；這種生殖方式在脊椎動物極為罕見，迄今只有少數鳥類、爬蟲類與兩棲動物曾出現無性生殖，但從未發生在鯊魚這種大型脊椎動物身上。推測，由於世界上鯊魚的數量越來越少，當母鯊無法遇見適合的公鯊時，這種單性生殖的情況就可能發生。

    但是科學家們擔心的是，這種事情的發生是不利的。由於缺乏父系的遺傳變化，在後代物種的身上會減少遺傳的多樣性。

10、澳洲發現最古老鑽石　可能改變地球形成理論

    德國科學家在在西澳大利亞「傑克希爾斯」地區的鋯石晶體中發現具有40多億年曆史的鑽石，它們幾乎和地球同齡，它改變了科學家對地球形成之初的一些傳統理論觀點。

    按傳統的常規理論，許多地質學家傳統上認為，從約45億年前到40億年前，這5億年被稱為冥古代，也就是地質學所謂的「黑暗時代」。在這段時期，地球表面覆蓋著大量熔化的熔岩。

    由於鑽石需要巨大的地殼壓力才能形成，目前的理論無法解釋為什麼會有那麼老的鑽石。對此，澳洲西澳省科廷科技大學地質學家年欽表示，地球出現與目前類似面貌的時間，可能比我們想像的還要早得多。