科学史评话最新专辑

这个亲吻捕获模型呢，就不同于过去认为的那种高速追尾撞击，那不是1/4偏置碰撞。这只是一场剐蹭事故。冥王星和卡戎在45亿年前以极低的速度，大概是每秒几百米吧，相互靠近。这种速度的撞击呢，并不足以把他俩撞碎，反而因为相互之间的摩擦和引力，让它俩短暂的粘在一起了，变成了一个宝葫芦形状。撞击的动能使它俩旋转速度比较快，想粘牢呢也不太可能，最终这俩还是被甩开了。当然，因为万有引力的存在，它俩飞也飞不远，所以卡戎就进入了一个稳定的近乎圆形的轨道，和冥王星组成了双星。正因为碰撞并不激烈，所以冥王星和卡戎才能保住他们最原始的地壳和地幔。这种碰撞虽然很温和，剐蹭也不那么激烈。但只要是刮蹭，它一定会释放出热能的，这些热能恰好足以使它们的内部融化出一片地下海洋，而且还维持了很长时间。卡戎赤道附近的那条巨大的峡谷，有可能就是在这个过程中产生的。另外，这场剐蹭事故，不仅仅决定了这两颗小天体的物理状态，更是开启了一场长达十几亿年的物质交换。你别看冥王星个头不大，但是冥王星是有大气层的，尽管这个大气层也很稀薄。但是由于冥王星的引力实在是太弱了，加上太阳风的不断吹拂，所以冥王星的大气层每时每刻都在向外逃逸。这些逃出的气体分子并没有完全消失在宇宙深处，有一部分被近在咫尺的卡戎给捕获了。谁叫卡戎离得这么近呢。

大家好，我是吴京平啊。快要过春节啦，上海科技馆大年初一正式开放，他们已经足足闭馆3年，进行改版装修。更新了85%的展览内容。前一阵子，他们也进行了压力测试，，好多人已经先睹为快了，他们都感觉，这次改版跟以前大不一样，都觉得很惊艳。我国和汪老师也去看了一圈，的确是印象深刻。所以啊，我们选定了出初三初四两天时间，我亲自带领大家，参观游览上海科技馆，其中有好多亮点很值得参观，比如新的航空展馆和机器人展馆。当然啦，科技馆很大，内容太多，有很多内容都需要亲身体验，我们也会留出大部分时间让孩子自己去摸索实践。讲解的部分浓缩到2.5小时。机会难得，欢迎广大亲子家庭一起来参加。我会带大家进馆体验。每场仅限 15 人哦，感兴趣的朋友，到科学史评话回复关键字：科技馆，就可以获得报名入口啦。

这次周末节目只能继续请假，因为我还在合肥带科考营的大朋友和小朋友呢。刚刚参观了中科大校园，下边要去参观可控核聚变装置了。有啥消息，我会及时汇报的。大家别急，周末固定节目只能顺延到下一周了。

不好意思，这个礼拜，我还得请假，寒假到了，每年的寒暑假，我和汪老师，还有王木头老师都有研学营的活动要带，而且这次的研学营和参观核聚变装置的合肥营恰好时间安排得非常的紧，所以我们就得连轴转了，下个礼拜的周末固定节目也很难保证，估计要到2月15号才会恢复。这都已经进入春节放假阶段了。不过呢，大家放心，春节放假，我反而是有时间更新节目的。说到春节，上海科技馆会在今年的大年初一，也就是2月17日正式向公众开放。我和汪诘老师会在大年初三和初四这两天，组织科技馆研学游活动，带家长和孩子们参观科技馆。我们俩是经过馆方批准的合法持证上岗的科普大咖讲解员。如果你有兴趣来报名，请到「科学史评话」公众号，回复关键字「科技馆」获取相关信息。

新视野号的目标就是探测太阳系的第9号行星，也就是冥王星。个探测器NASA前前后后花了5亿美元这笔钱说多不多说少不少，大概是个中不溜的位置。因为冥王星太远。飞一趟时间太漫长，为了速度能快一点，压缩在10年之内，这颗探测器就不能做的太大。这家伙只有400多公斤重，大小跟一架三角钢琴差不多。要去遥远的冥王星，在那个地方，你就别想靠太阳能电池发电了，它只能用上了核电池。2006年的1月份，新视野号从卡纳维拉尔角用宇宙神5号运载火箭发射。这颗探测器上还带着冥王星的发现者克莱德汤博30克的骨灰，也算是对他的一种纪念。克莱德汤博，他是在1930年左右发现的冥王星，当时正好是美国大萧条。美国人日子都过得苦巴巴的，好不容易有了这么一个重大的科学发现，所以美国人就很开心。甚至迪斯尼都把米老鼠他们家那条宠物狗起了个名字叫做普鲁托，也就是冥王星的意思。但是大家谁都没想到，就在新视野号发射7个月以后，冥王星被国际天文联合会从大行星的名单里除名了，给踢出去了。冥王星被降格成了矮行星。从此咱们太阳系里面只有八大行星，再也不会增加新成员了。一帮子美国科学家出于民族自豪感，还挺伤心的。那冥王星为什么会被降级呢？说白了还是因为它不够大，它太小了。这时候，科学家们已经在遥远的柯伊伯带，在海王星轨道之外发现了几颗新的小天体，这些小天体的尺寸似乎跟冥王星差不多大，甚至还有可能比冥王星更大。那问题就来了，如果冥王星算作大行星，那新发现的这几颗算不算呢？在遥远而黑暗的柯伊伯带，是不是还有一大堆这种类似的玩意儿存在呢？这下问题就大了……

2014年的12月3号，日本用H2A火箭，从种子岛宇宙中心发射了隼鸟2号。这家伙一开始要先进入环绕太阳的轨道，然后利用地球做一次引力弹弓加速。接下来就一头扎进深空，奔着3亿公里外就去了。等到隼鸟2号在太空里晃悠了三年半，终于在2018年的夏天来到了龙宫小行星跟前，等到清晰的照片传回了地面。整个团队的人呢心都凉了半截。这龙宫小行星怎么长得跟预料的完全不一样呢？科学家们根据遥感数据，给龙宫小行星描绘了个大致的轮廓。这家伙在宇宙里横竖也存在了几亿年，十几亿年了吧，有这么长的年头，天天被太阳光照，被太阳风吹，总该被磨平了吧，它表面应该覆盖着一层厚厚的像面粉一样细腻的碎屑土，对吧？但是仔细一看照片，这龙宫小行星表面密密麻麻的排列的全是大石头，有的像小汽车那么大，有的像一栋房子那么大，而且棱角分明，狰狞恐怖，就这个地表情况，你还想像蚊子叮一下，扎一管子土上来，那是不可能的。隼鸟2号探测器的肚子底下有一根长一米的采集管。太空里压根没有任何空气，你不可能像吸尘器一样，用抽气的方式把土吸上来。所以只能采用一种方法，就是当采集管撞到小天体表面的时候，就从管子里发射一颗小弹丸，把小行星表面上的土给崩起来。这一切都是在管子内部发生的事，那管子门一关，可不就采集了一把土吗？这些过程都是在一瞬间完成的，撞上去采集完，发动机一点火，探测器就可以弹起来离开小行星表面。这事不就圆满了吗？可现在弄的一地全是大石头，这事就麻烦了呀……

大家好，我是吴京平啊，不好意思，这个周末有我有一个长达6小时的讲座。耗费了太多的时间做准备，ppt都做到180页了。所以，这个礼拜只能请假了。不过呢，广告还得做啊，我们科学声音和博雅小学堂联手打造的寒假营「文明曙光营」报名，1月13号，下个礼拜二就要截止了。这个营，我们也坚持了好几年了。每到寒暑假，都有一大堆小伙伴们来参加。是我们三个人磨合得最深、口碑也最扎实的王牌研学营。小伙伴们都很嗨啊，很多家长都反馈，这 5 天对孩子思维的启发和点燃，是真正不会被时间拿走的礼物。曙光营的时间是2月1号到5号，地点是上海，适合10到15岁孩子独立来参加。现在全网只剩最后 3 个席位了。想了解详情的朋友，请立刻到微信公众号「科学史评话」，回复：曙光营。咱们上海见！

长期以来，科学家们一直在争论，这个木卫一的火山到底只是局部的小打小闹呢，还是地底下藏着更为壮观的东西？朱诺号的数据给出了令人震撼的答案，在木卫一几百公里厚的地壳之下，极有可能存在着一个全球性的连成一整片的地下岩浆海洋。为什么木卫一内部有这么高的温度呢？咱们以前也讲过，这源于一场极其残酷的三方拔河。木卫一被夹在了巨大的木星和他的几个大个兄弟之间，这木卫二、木卫三都不是小家伙。这哥几个产生的引力，总是在对木卫一进行不断的拉扯揉捏。所以木卫一的内部就产生了巨量的热能。这玩意儿就叫做潮汐加热，所以木卫一的内部想消停他都消停不下来，想凉都凉不透。朱诺号在靠近木卫一的时候，还重点观察了那个被称为基洛·帕特拉的超级岩浆湖。在这个地方，朱诺号看到了令人瞠目结舌的一幕。这个岩浆湖的颜色非常深，几乎就是纯正的黑色。但是它的表面极其平滑。甚至能反射出旁边的景物。这玩意儿到底是个什么东西呢？它肯定不是液体。其实这是一整块大玻璃。说的准确一点，这一整片都是一块完整的黑曜石。

朱诺号是2011年的8月5号发射的。飞向木星的过程中，利用了地球本身的引力弹弓效应。一直到2016年，它才飞到了木星的引力范围之内，被木星的引力所捕获。从2016年算起，朱诺号兢兢业业的在木星周围转悠了足足有9年时间。传回了大量的数据，有了大量的新发现。首先，木星的那个核心呢，跟我们以前想的完全不是一回事儿。我们以前认为， 太阳系在刚刚诞生的时候，到处都是各种各样的冰疙瘩，小颗粒，然后互相碰撞，互相粘合，然后这些冰球就慢慢长大了。当这些冰球不断的碰撞合并，最后达到十几个地球质量的时候，它就获得了一种能力，那就是大量吸附周围的氢气和氦气，这两种东西偏偏又是宇宙里面最丰富的原材料了。随着它吸引的氢气和氦气越来越多，它本身的质量变得越来越大。引力又变得更大。引力越大，吸附周围氢气和氦气的速度就越快，于是这个家伙就开始发疯一样的膨胀，大概1000多年的时间里，它就从十几个地球质量猛涨到了300多个地球质量。这时候太阳彻底点燃了，强大的辐射把周围的各种气体吹得一干二净。那些气体都被太阳妈妈给吹光了，所以吃多少算多少吧，木星再也没有机会去吸附周围的那些气体了，木星的体积就维持在了现在这么大。

在水星表面几百公里以下的内核深处也上演着一场肉眼看不见的雪景。因为水星拥有一个占行星半径80%的巨型铁核，这个铁内核不完全是固体，其中有2000公里是固体内核。其他部分都是在以液体的方式进行对流。这个对流的方式也是极其特别的。这个过程很像是地球上的降雪。当然了，水星的这个铁核，它不完全是纯铁，里面含有大量的硫化铁或者是硅化铁体系。硫元素在这场铁晶体降雪的过程中，它扮演着防冻剂的角色，纯铁的熔点是1538℃，但是当合金中掺杂了15%~20%的硫以后，它们凝固的温度就降到了988度。所以正因为硫元素的存在，可以让这一锅铁水在温度更低的情况下，依然保持着液态。一般来讲，越靠外温度越低，所以这层液态铁核的顶层温度降到1500度以下，这时候铁原子就开始聚集了。形成了直径大概几微米的立方晶体，你就想象吧，那个巨大的液态的铁的海洋里边出现了一个一个小结晶。就像漂浮在空气中的尘埃一样，这些尘埃也会下落。虽然下降的速度很慢，每年只有几毫米，但是持续上亿年，它们就会降到底下更热更深的地区，当内核温度更高，小晶体一边下降，一边升温，当温度回升到2000度以上的时候，这些小晶体就会重新融化，变成液体……

2004年，探测水星的信使号从卡纳维拉尔角出发了。我们把这颗探测器翻译为信使号，其实这是个英文缩写，展开了是“水星表面、太空环境、地球化学及全向遥测”。其实这也是一语双关，水星墨丘利这个名字实际上也是来自于古罗马神话。这个墨丘利就因为跑得快，所以他在神话里边就是个送快递的，也就是“信使”。巧了，水星是咱们太阳系里边跑得最快的一个。所以就用墨丘利的名字给他命名了。这颗探测器不大，重量只有1.1吨。燃料重量占了它的60%，科学仪器加起来也只有50公斤。这个探测器还专门配备了隔热罩，因为水星距离太阳太近了，整个天体转的又特别慢，面对太阳的那一边已经被晒到爆热的程度，温度起码有400多度。探测器要靠近这么大的火炉子，不做好防热措施，那是肯定顶不住的。那信使号上到底带了多少仪器呢？高分辨率的立体相机，你总得带一台吧。不然你用啥拍照呢？另外，你得画一张三维地图啊，水星表面的高低起伏你得探测出来吧，所以还得带一台激光高度表。另外，伽马射线中子质谱仪，你得带一台吧。这个东西就是专门用来分析水星表面的物质成分的。另外，伽马射线波段的你带了，那x射线波段的，你是不是也要带一台啊？所以还得带一台x射线光谱仪，这玩意儿也是用来分析物质成分的。对了，科学家们还关心水星到底有没有磁场，磁力计你也得带一台吧。同时还得带一台水星大气表面成分探测仪。啊？水星表面还有大气？虽然水星几乎就没有任何大气层存在，但是万一太阳把水星上的石头晒冒了烟儿呢？多多少少能飘出一点物质成分吧，这点成分也是需要探测一番的……

根据嫦娥6号发送回来的样本，科学家们又有了一大串的新发现。过去科学家们普遍认为，月球在30亿年前就已经休眠了，核心已经冷却。也没有什么火山爆发了。上一次嫦娥5号就已经打破了这个认知，因为根据嫦娥5号获得的样本，20亿年前，月球的正面还是有火山爆发的，尽管次数已经很少，但也还是存在火山爆发的。这一次科研团队从嫦娥6号获取的样本之中，挑选了5克，然后从这5克月壤之中，精挑细选出了108颗直径大于300微米的玄武岩颗粒，然后用放射性同位素测年法，对这些岩石的年龄进行了精确测定，结果发现其中107颗岩屑都指向了同一个喷发的年代，也就是28亿年前。还剩下的那一颗呢，是一颗更古老的高铝玄武岩岩屑，形成于42亿年前。这说明什么呢？这就说明起码月球的背面。火山爆发从42亿年前开始，一直到28亿年前都仍然处在活跃期，足足活跃了14亿年。活跃期远比科学家们以前预计的更长。咱们上次说过呀，根据嫦娥5号在正面的取样，之所以月球能到20亿年前仍然有少量的火山喷发，是因为月球的月幔之中富含钛铁矿，这玩意儿可以使得岩浆的熔点降低80度左右。即便温度不够，也能够生成岩浆，能生成岩浆，就意味着有可能喷出来。可是月球背面的月幔部分可就没有那么多钛铁矿了，含钛量非常低。同时，月球背面也没有多少所谓的克里普物质，也不是靠所谓的放射性衰变放热。所以月球背面保持活跃的原因和月球正面就完全不是一回事了……

嫦娥5号从月球带回来的这些样品，立马成了一座富矿，研究者可以慢慢的研究很多年。外国的学者要想研究，只能先排队。科学属于全人类不假，但是出成果也得有个先来后到。通过研究嫦娥5号带回来的月壤和岩石，大家发现了一些研究月球的新视角。比如说，过去大家认为月球在30亿年前就已经停止了火山活动，说白了就是月球整个凉透了。撑死了到25亿年前就已经没什么活动。但是现在大家发现，到20亿年前，月球仍然有火山喷发。因为科学家们从嫦娥5号带回来的样本之中，发现了年龄仅仅20亿岁的月球玄武岩。说白了，月球比我们想象的更有活力，即便是到了晚年，它还是没有彻底歇着。你以为它七老八十了，不能动弹了，结果现在发现，它好像活到90来岁还能瞎折腾……

2025年2月，中国科学院团队在《美国国家科学院院刊》上甩出一篇重磅论文，祝融号用它的探地雷达，在乌托邦平原南部地下10到35米的深处，清清楚楚地扫描出76层倾斜的沉积结构。这些沉积层一层层相互叠压，全都朝低处倾斜。这个发现让全世界的行星科学家们都吓了一跳。这个发现就意味着火星的远古时代，的确存在着大面积的海洋，这种沉积结构，实际上就是海岸线的特征。大家可能会奇怪，这种倾斜的沉积结构怎么就成了海岸线的特征呢？大家还记得沙滩吗？沙滩不就是一个大面积的倾斜结构吗？一头伸进海里，一头在陆地上。祝融号实际上是发现了远古时代的沙滩。那么问题来了，你怎么证明它是沙滩呢？万一它就是一个大面积的斜坡呢。你别说，沙滩和斜坡还真的就不是一码事儿。要说清楚这个问题，咱们还得弄明白地球上的那些漂亮的沙滩是怎么来的……

蓝铁矿主要就是水合磷酸铁。你要生成水合磷酸铁，就必须有磷元素的来源。磷元素往往就来自于生命体。比如我们的人体骨骼、牙齿就含有磷元素。微生物也含有磷元素。因为是被埋藏在泥沙里，因此这是个缺氧的环境。这些微生物就一边吃有机物当做营养，拿周围的赤铁矿代替氧气进行氧化反应，以提供能量。这些微生物也会把自己身体里面含有的磷元素贡献出来，就恰好和周围的铁元素结合在了一起，形成了水合磷酸铁。这个微小而复杂的化学反应就在微生物的身边展开了，于是就在泥沙之中留下了一个小小的斑点，因为沉积作用，最后保存在了沉积岩之中。这种由微生物导致的化学反应在地球上是完全成立的。而且这种化学反应在常温下就可以进行。如果蓝铁矿和黄铁矿是单独被发现的。那么还可以用非生命过程来解释。含碳的有机物在火星上也不罕见，这东西也可能跟生命完全没关系。但是，在这么小的一个斑点内，你凑齐了蓝铁矿，凑齐了黄铁矿，还凑齐了有机物。这些因素都凑在了一起，这事儿的也太巧了吧。这事儿显然跟生命脱不了干系了。所以这个发现才如此的重要。它比我们以前所发现的那些生命的迹象更靠谱，非生命作用的可能性更低。当然，NASA的科学家们发表论文还是非常严谨的，他们都不会完全把话说死。他们承认有可能存在一些非生物方法，可以创造像豹斑这样的特征。不过NASA的代理局长肖恩·达菲在新闻发布会上还是充满了信心，毕竟这个成果足足经历了一年的审核，经历了一轮又一轮的同行评议，这个结果还是经得起检验的……

毅力号于美国东部时间2021年2月18日约15:48冲进了火星大气层。火星着陆的过程非常的麻烦，就是因为火星有一个大气层。但是这个大气层偏偏又非常的稀薄。如果你像地球大气层这么稠密，那么我们完全可以用降落伞来减速，最后直接落地就行了。如果你像月球那么单纯，上面完全没有大气，那我们就全程开着火箭反推，这个问题倒也简单。但是这个火星大气层吧，你说它有吧，它偏偏不够厚。你既要带防热罩，又要带降落伞。最后还要用反推火箭，这三个你一个都不能少。NASA喷气推进实验室里一片死寂。工程师们攥着拳头，盯着屏幕上每秒跳动的数据。尽管他们知道自己就是担心也没啥用了，因为无线电信号从火星传到地球是有延迟的，哪怕发现数据出问题了，姿态不太对了，你也没有时间采取任何措施了。从进入大气层到落地一共是7分钟时间，这就是所谓的恐怖7分钟，那个气氛真的能让工程师的心都跳到嗓子眼了。毅力号进入火星大气层的时候，速度达到了恐怖的5500多米/秒，大约是2万公里每小时。进入大气层，进行充分的摩擦降速。等到达距离火星表面11公里的高度的时候，速度已经降到了1500公里/小时。这时候探测器的速度依然远远超过了音速。毅力号必须在高超音速的条件下开降落伞着陆……

咱们国家的国土辽阔，比如说在最东边的佳木斯和最西边的喀什都是有测控站的。这个跨度就非常大了。同时还有北京、天津、上海、昆明和乌鲁木齐的几个大型测控站，而且设备都非常好，有些大天线都是近些年新建的。这几个测控站通过甚长基线干涉技术，就可以完成对深空天体和探测器的高精度测量。但是，地球会自转，天上的星星也会东升西落，探测器也会落到地平线的下面去。所以仅靠国内的测控站也是远远不够的。我国在阿根廷还建了一个深空测控站，这个测控站差不多就是在地球的另一边了。可以有效的弥补国内的盲区。对了，咱们国家还发展了很多条测量船。这些大型测量船带着大天线和数据处理设备在海上航行，哪里需要就往哪里开，完美弥补海洋区域的测控空白。说到测量船，中国的“远望”系列是最出名的，这是全球现役规模最大的航天测量船队。不管是“神舟”飞船载人航天、“嫦娥”探月，只要探测器飞经太平洋、印度洋，“远望”号就能在海上“盯梢”，把数据实时传回国。无论是对月球的探测，还是对火星的探测，都是离不开这些测量船的。毕竟咱们在海外的固定测量点比较少，就必须用测量船去弥补。

大家好，我是吴京平啊，不好意思，这个周末呢还得请个假，因为我这个周末又有一个超长讲座要做。上个月是礼拜六一天讲6个小时，这次是分两天，礼拜六礼拜天都被占用了。所以周末固定节目我就没有时间写，我晚上还得整理ppt。这个ppt其实我已经做了一个礼拜了，但是发现真讲课的时候还不够用。可能是因为我语速太快了点。所以呢，这周周末的固定节目就只能顺延到下周了。对了，下个月11月7号我在上海徐家汇书院的市民夜课，还有一个线下讲座，讲宇宙最初三分钟，有兴趣的小伙伴们可以来听啊。好，就说这么多了。下个礼拜咱们不见不散。

月船3号探测器绕着月球飞了十几天。8月17号，维克拉姆着陆器和月船3号轨道舱分离，开始着陆过程。远程遥控完全是由设在印度班加罗尔的控制中心指挥的。一开始先是开发动机减速，维克拉姆着陆器开始逐渐降低高度。等到23号，着陆器的近月点高度已经下降到了30公里，就趁着这个机会，维克拉姆着陆器开发动机反推，经过反推减速，轨道再次改变，现在的这个轨道和月球表面是有交叉点的，也就是说它一定会落到月球表面上。经过11.4分钟的减速，着陆器已经下降到了7.4公里的高度，在这个高度上。维克拉姆着陆器悬停了一下，然后用小发动机调整了自己的姿态，从横着变成竖着。在150米高度，盘旋了30秒，找到最佳着陆点。150米嘛，也不算高。这次月船3号倒是缓缓着陆了。印度成了第4个把探测器降落到月球上的国家。当时我听到这个消息的时候，还小小的震惊了一把。这回印度人倒是挺靠谱的嘛，上一次的泪水没有白流嘛。印度人当然很开心嘛，他们从油管上看到了从月船3号底部的摄像头发回的直播视频，看到了自己国家的着陆器是如何一点一点靠近月球，最后落在月球上，掀起一片尘埃。过一会儿尘埃落下去，画面又重新变得清晰。据说这次直播打破了当时油管同时观看在线直播的人数记录，达到了800万人。印度人多呀，所以他们在国际互联网上的影响力着实是不小。

印度人也是按照先绕后落的顺序计划的。那么好了，下一步就是派探测器可控着陆，而不是撞上去。于是有了月船2号，这家伙就携带着一个着陆器，还带了一个小的月球车。当然，这个月球车很小，只有27公斤重，电源功率只有50瓦。相比之下玉兔号就大了不少，足有136公斤。这东西依然是国际合作的产物。本来印度和俄国人合作，月球车和着陆器是俄国人去做，拉沃契金设计局曾经干过这种事，按理说是不难。不过后来俄国人退出了，没办法，这个探测器还得印度人自己来。另外，着陆到月球表面，离不开深空测控网络，印度人虽然也建造了几个大天线，无奈没有全天候的监控能力，月亮要是落山了，无线电信号就不通了，于是他们求美国人帮忙，靠NASA的深空网络来进行测控，欧美的朋友不帮忙，很多事儿还真不好办。另外，探测器变大了，就得换更大的火箭。这次印度人用的是“地球同步运载火箭3型”。这个火箭长得比较像欧美的风格。装了两根胖胖的固体助推器，中间芯级火箭用的是偏二甲肼+联胺，上面级用的是氢氧火箭。近地轨道运载能力达到8吨，同步转移轨道运载能力是4吨。月船二号着陆器和轨道器的总重量是3.8吨。火箭的发射能力实在是有点勉强。