无法解释的播客:10 个最大和最小的科学谜团

这些谜团确实存在于各种规模之中。从涉及整个宇宙区域的巨大奥秘到存在于狭小空间中的奥秘,例如我们家的缝隙中、田径比赛的起跑线上或隐藏在森林深处。令人高兴的是,有时这些小谜团并不比宇宙谜团更容易得到解决。所以这里有一些我们最喜欢的大谜团和我们最喜欢的小谜团(它们仍然以自己的方式大)。

最大的谜团

宇宙是由什么构成的?

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图像上以蓝色显示的是星系团内发现的暗物质图。
美国宇航局

这是一个简单的问题,却令人困惑地没有答案:宇宙是由什么构成的?

事实证明,整个宇宙中所有星系中的所有恒星几乎都无法解释那里的所有物质。宇宙中的大部分物质实际上是看不见、摸不着的,而且至今仍未被发现。它被称为暗物质,尽管科学家们几十年来一直在寻找它,但仍然不知道它是什么。

他们如何找到它?


一切将如何结束?

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韦伯太空望远镜发布的第一张图像。
NASA、ESA、CSA、STScI、韦伯 ERO

1900 年代初,出生于马萨诸塞州、曾在哈佛大学天文台工作的“计算机”亨利埃塔·莱维特 (Henrietta Leavitt)发表了一项听起来很小,但却是天文学史上最重要的发现 之一:她找到了一种测量距离的方法给某些明星。

随着时间的推移,科学家们不断利用莱维特尺来测量宇宙。当他们使用这些测量工具时,他们对宇宙的理解不断发展。他们意识到它比之前想象的要大得多,有数十亿个星系,而且它正在膨胀:这些星系彼此之间的距离越来越远。

天文学家还意识到宇宙有一个开始。如果星系现在正在相互远离,那就意味着它们在过去靠得更近——这让科学家们产生了宇宙大爆炸的想法。

这也让他们意识到宇宙最终可能会终结。


我们的月亮到底从哪里来?

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阿波罗 11 号宇宙飞船拍摄的这张照片显示,地球正在升到月球地平线以上。
HUM 图片/环球图片集团

在登月之前,科学家们认为他们知道月球是如何形成的。但后来,阿波罗宇航员从月球表面带回了样本,这些岩石讲述了一个完全不同的故事。

“地质学家发现月球上覆盖着一种特殊的岩石,称为斜长岩,”《无法解释》的高级制作人梅拉迪斯·霍迪诺特在节目中解释道。“闪闪发光、明亮且反光,这就是让月亮在夜空中闪耀白色的岩石。当时人们认为,这种岩石只能以一种非常特殊的方式形成:岩浆。”

存在岩浆的迹象意味着月球一定是在某种史诗般的灾难中形成的:“某种东西向月球注入了如此多的能量,以至于它实际上融化了,”霍迪诺特说。科学家们并不确定这一切是如何发生的,但每个场景都是一个充满火热世界末日的电影故事。


地球上的生命是如何开始的?

单细胞生物,绘图
即使是单细胞生物体也可能非常复杂。那么第一个是怎么形成的呢?
德阿戈斯蒂尼/盖蒂图片社

几十年来,科学家们一直试图在实验室中重现早期地球的条件。他们的想法是,也许如果他们能够模仿这些条件,他们最终将能够创造出类似于数十亿年前在这里形成的第一个简单细胞的东西。从那里,他们可以拼凑出一个关于地球上生命如何起源的故事。

这一系列研究已经取得了一些惊人的成功。20 世纪 50 年代,科学家哈罗德·尤里 (Harold Urey) 和斯坦利·米勒 (Stanley Miller)证明,通过将数十亿年前被认为充满大气层的气体混合在一起,然后添加热量并模拟,可以合成氨基酸甘氨酸(即生命最基本的组成部分之一)。闪电。

从那时起,科学家们就能够制造出看起来很像细胞膜的脂质斑点。他们已经形成了RNA分子,就像简化的DNA一样。但让生命的所有这些组成部分在实验室中形成并组装成一个简单的细胞——这还没有发生。

那么是什么阻碍了呢?如果科学家真的成功在瓶子里创造出生命,这意味着什么?他们不仅可以揭开地球上生命起源的故事,还可以得出一个令人震惊的结论:生命在宇宙中是多么普遍。


是什么杀死了维纳斯?

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1974 年,美国宇航局水手 10 号航天器拍摄到的金星云层。
美国宇航局

“地狱景观”是描述距离太阳第二颗行星金星表面最合适的词。它的温度为 900 华氏度,是太阳系中最热的行星,这要归功于它的大气层几乎完全由二氧化碳组成,这会产生非常强烈的温室效应。由高腐蚀性硫酸组成的云层覆盖在由锋利的火山岩组成的火山景观上。金星表面的压力大约是地球海平面压力的 92 倍。

然而一些科学家怀疑金星曾经很像地球,也有液态水海洋,就像我们星球上维持生命的海洋一样。这引发了地球生命的存在问题。

“金星和地球是行星兄弟姐妹,”火山学家兼《超级火山:它们揭示了地球和更远世界的真相》一书的作者罗宾·乔治·安德鲁斯说。“它们是在同一时间制成的,由相同的材料制成,但金星在各个方面都是世界末日般的和可怕的。地球是一个天堂。那么为什么我们在失落的天堂旁边又出现了天堂呢?”

有两个主要假设。一是太阳把金星煮死了。另一个是火山造成的。弄清楚发生了哪一件事可能有助于我们了解地球的最终命运。


小而令人惊讶的谜团

我们家里住着什么昆虫?

蝴蝶、甲虫和飞蛾固定在浅蓝色背景上。

盖蒂图片社/Mint Images RF

2010 年代,一组科学家走进了北卡罗来纳州罗利市周围的 50 个家庭。他们的任务是:搜寻房屋并找到尽可能多的昆虫种类。他们的发现非常令人惊讶(而且有点恶心):平均每间房子里栖息着大约 100 种昆虫。这些不是“肮脏”的房屋,也不是位于树林深处、窗户开着的房屋。

相反, 研究结果表明,典型的人类住所是一个比我们想象的更多生物的生态系统。这引发了另一个问题:他们在那里做什么?我们可以从他们身上学到什么?


植物……能看见吗?

照片拼贴展示了不同形状和颜色的叶子。
模仿其他植物叶子的 Boquila trifoliolata 的例子。黄色箭头指向 Boquila trifoliolata 的叶子,它们模仿 AG 中的其他物种。图 H 显示了 Boquila trifoliolata 叶子在不模仿其他植物时的样子。
埃内斯托·贾诺利/植物科学趋势

十多年前,科学家埃内斯托·贾诺利做出了一项了不起的发现。他在南美洲的森林中发现了一种小藤蔓,它能够模仿周围其他植物的形状。最大、最具争议性的问题是如何做到这一点。

“植物没有大脑或眼睛,”Vox 的本吉·琼斯报道。“那么它们如何感知周围树叶的形状,然后进行复制呢?”

科学家们仍然不知道。但每一种可能的答案——一种是这些植物以某种方式“看到”周围的环境,另一种是它们在某种程度上受到周围植物基因的影响——都可能极大地改变我们对植物能力的理解。


短跑运动员能以多快的速度开始比赛?

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泰妮娅·盖瑟 (TyNia Gaither) 参加 2022 年世界田径锦标赛第二天的女子 100 米预赛。
以斯拉·肖/盖蒂图片社

2022 年 7 月,泰妮娅·盖瑟 (TyNia Gaither)在第二道排队参加她今年最重要的比赛之一:俄勒冈州尤金举行的世界田径锦标赛 100 米短跑半决赛。这位 29 岁的巴哈马短跑运动员蹲在起跑台上。人群安静下来。她等待着声音。

“我听到枪响了,我就起飞了,”盖瑟说。“然后我又听到枪响了。”

第二声“巨响”意味着官员停止了比赛。有人抢先一步,盖瑟惊讶地发现是她。

根据规则,盖瑟立即被取消资格。当她试图向比赛官员提出异议时,他给她看了回放。它没有表现出明显的错误开始。但随后他指着一个亮起红灯的数字:0.093秒,即枪响后盖瑟启动所用的时间。是的:发令枪响她就出发了,但仍然被赶出了比赛。

根据规则背后的逻辑,盖瑟的起步速度比人类所能达到的速度要快。科学家表示,这可能是错误的:我们不知道跑步比赛的最快开始时间。


什么是球状闪电

几千年来,人们一直在讲述神秘光球的故事,这些光球在雷暴期间会发光、爆裂并诡异地盘旋。人们在家里、农村、城市、飞机上,甚至从窗户里都能看到它们的身影。

它们看起来不属于这个世界,但科学家相信它们非常属于这个世界。这些现象被称为球状闪电,它们仍然是地球上最神秘的天气现象之一。

球状闪电通常只持续几分钟,而且无法预测它会在何时何地出现。你无法捕捉球状闪电并可靠地找到它。球状闪电找到了你。

虽然很少见,但很多人都见过。科学家们并不知道它到底从哪里来,但这并没有阻止他们尝试自己制造它。


为什么我们有肛门——或者屁股?

三个桃子看起来像人类的屁股。

盖蒂图片社

这是一个我们从来不知道自己想要回答的问题——直到我们听到《大西洋月刊》的凯瑟琳·吴解释说“肛门的出现在动物进化中至关重要”。在肛门出现之前,动物必须通过同一个孔进食和排泄。肛门使系统变得更加高效,并使地球上的动物生命变得更大并呈现出新的形状和形式。

但科学家们并没有全面了解这里的进化历史。他们不知道哪种生物首先发育出肛门以及何时。“研究那些已经有数百万年历史并且不会变成化石的东西是非常困难的,”吴说。

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