环球科学：历时16年，广义相对论通过迄今最严格测试

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　　· 天文学 ·

　　广义相对论通过迄今最严格测试

　　脉冲星双星系统示意图（图片来源：Max Planck Institute for Radio Astronomy）

　　由德国马克斯·普朗克射电天文研究所领导的国际团队，对爱因斯坦的广义相对论进行了迄今为止最严格的测试。研究团队于2003年发现了双脉冲星系统PSR J0737-3039A/B，该系统的引力场非常强，具有检验引力理论的良好条件。研究团队随后对该双星系统进行了长达16年的观测，验证了广义相对论预测的多个现象。相关研究近日发表在《物理评论X》上。

　　脉冲星是一种旋转的高度磁化的致密天体，它从磁极发出电磁辐射，能够像灯塔一样扫描天空。该研究团队发现的双星系统，两颗脉冲星围绕彼此的运动可以被用作一个近乎完美的引力实验室。研究人员对其检验了广义相对论的7个预测，包括时间膨胀效应、脉冲星质量的损失、脉冲星轨道的进动、惯性系拖曳效应等，并以目前最高的精确度验证了广义相对论对引力波的四极描述。研究人员表示，本项研究很好地补充了引力波探测器、事件视界望远镜等其他观测对引力理论的测试。

　　· 科学事件 ·

　　中国工程院院刊发布“2021全球十大工程成就”

　　昨日，由中国工程院院刊Engineering评选的“2021全球十大工程成就”在京发布。Engineering期刊执行主编、中国工程院陈建峰院士在会上发布评选结果。评选活动由中国工程院院刊Engineering学科编委会和中国工程院“全球工程前沿”项目组专家联合担任评选委员会，遵循独立性、客观性和科学性三项原则，经过全球征集提名、专家遴选推荐、公众问卷调查，最终确定“2021年度全球十大工程成就”。

　　“2021全球十大工程成就”是近五年在全球范围内完成、实践验证有效的、具有全球影响力的工程科学和技术的重大成果，能够反映某一个或多个领域当前工程科技最高水平，分别是：“AlphaGo和AlphaFold”“CRISPR/Cas9基因编辑技术研发及应用”“极紫外光刻系统”“第五代移动通信技术”“500米口径球面射电望远镜”“杂交水稻”“洞察号火星登陆探测器”“抗击新冠疫情的公共卫生防疫治理”“长江三峡水利枢纽工程”“特高压输电工程”。

　　· 天文学 ·

　　银河系中心的最清晰图像

　　研究者利用甚大望远镜干涉仪，获得了银河系中心恒星的图像。（图片来源：ESO/GRAVITY collaboration）

　　在近日发表于《天文学和天体物理学》的两项研究中（研究1，研究2），研究者使用欧洲南方天文台的甚大望远镜干涉仪（VLTI），获取了银河系中心超大质量黑洞周围迄今最清晰的图像。研究者据此跟踪了银河系中心黑洞人马座A*（Sagittarius A*）周围恒星的轨道，并计算出黑洞人马座A*的质量约为太阳的430万倍，这是迄今为止对其质量的最精确估计。

　　为了获取更高分辨率的图像，研究团队使用甚大望远镜（VLT）的四台天文望远镜作为干涉仪，将收集到的光组合在一起。同时，他们利用机器学习开发了一种新的分析方法，用以更准确地寻找和追踪人马座A*周围的恒星。利用这些方法，研究者分析了2021年3月-2021年7月的观测数据，精确测量了这些恒星的运动轨迹，并发现恒星S29在2021年5月下旬最接近黑洞人马座A*，仅130亿千米（约为日地距离的90倍）。另外，研究者还首次发现了一颗名为S300的恒星。接下来，研究团队计划进一步升级观测质量，并尝试测量黑洞的自旋速度。

　　· 机器人 ·

　　灵活小巧的机械手

　　机器人能用镊子拿起细小物体。视频来源：原论文。

　　机器手像人的手一样，具有高度的灵活性，能执行多种任务。不过，机械手中额外的驱动部件使机械手难以集成在现有的机械臂上，从而限制了机械手的应用。而且，开发没有额外驱动部件的机器手，同时保持高度灵活性或以适当力量抓取的能力，是一项挑战。昨日，一项发表于《自然·通讯》的研究介绍了一种没有额外部件的机器手，这只手保持了高度的灵活性，并能完成多项任务。

　　基于连接驱动原理，研究人员集成出了一种名为“ILDA”的拟人机器手。这只手由20个关节组成，允许15度自由移动，指尖力34牛顿，总重不到1.1公斤，体积小巧（长度最大218毫米）且没有额外的部件，具有高度的灵活性和触觉传感能力。通过一系列实验表明，这种机器手可以安装到现有商业机械手臂上，并能执行各种各样的任务——从抓握鸡蛋到使用剪刀和镊子。这项研究为灵活小巧机械手的开发提供了新的思路。

　　· 医学 ·

　　新发现数十个可能与先天性心脏病有关的基因

　　先天性心脏病是新生儿死亡的主要原因之一。然而，目前科学家尚不完全了解这类发育障碍的遗传机制。传统的筛查致病基因的方法主要关注心脏在发育过程中表达的基因，却忽略了在其他组织和器官中表达，但对心脏发育也有重要作用的基因。近日，据一项发表在《基因组生物学》上的最新研究，科学家新发现了数十个可能与这一疾病相关的基因。

　　研究人员首先使用小鼠的基因组数据库，根据顺式调控元件信号，从在心脏、四肢、肝脏或大脑中表达的基因中，筛选出1300多个可能参与心脏的基因调控网络的基因，其中有163个基因在心脏中高度表达。而在这163个基因中，有35个与心脏之间无任何已知的关联。随后，研究人员在黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）模型中，对这35个基因的同源基因的功能进行了验证，发现其中有71%的基因在活动异常时会导致成体果蝇死亡。研究人员表示，这项研究的筛选流程拓宽了寻找范围，有助于甄别更多与发育和疾病相关的基因，将来有望推动产前基因检测技术的发展。

　　· 古人类 ·

　　欧洲最早的女婴墓穴

　　从2015年开始，科学家一直在探索意大利的利古里亚地区的Arma Veirana洞穴，发现了5万多年前的工具和食物，这可能是尼安德特人的生活遗迹。当他们深入探测洞穴时，发现了女婴Neve的墓穴，她的陪葬品包括60多个穿孔的贝壳珠子、4个吊坠和一个雕枭爪子，这是目前已知欧洲最早的女婴墓穴。

　　据一篇新发表于《科学报告》的论文，科学家通过放射性碳定年法，确定了Neve生活在1万年前，可追溯到中石器时代早期；色素原蛋白和古代DNA分析显示，Neve是一位U5b2b单倍型的欧洲女性。研究人员利用虚拟组织学分析了她的牙齿，发现Neve在出生后40-50天后死亡，其间因压力，牙齿生长停滞了2次。研究人员认为，儿童墓葬表明在那时儿童已被认为是具有自我属性、道德行为能力和团队成员资格的人。考虑到目前发现的、中石器时代早期的墓穴很少，这一研究将有助于深入了解中石器时代早期的殡葬文化以及社会文化的发展。

　　· 新冠疫情 ·

　　截至北京时间12月15日10时，据约翰·霍普金斯大学最新统计，全球累计新冠确诊病例271 418 965例，死亡病例5 320 235例。

　　根据国家卫生健康委员会官方网站的消息，12月14日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例67例。其中境外输入病例17例（陕西4例，上海3例，云南3例，广东2例，广西2例，吉林1例，浙江1例，山东1例）；本土病例50例（浙江45例，其中绍兴市39例、宁波市6例；内蒙古3例，均在呼伦贝尔市；广东2例，均在东莞市）。无新增死亡病例。无新增疑似病例。

　　31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者24例，其中境外输入22例，本土2例（均在广东东莞市）；当日无转为确诊病例；当日解除医学观察17例（均为境外输入）；尚在医学观察的无症状感染者452例（境外输入404例）。

　　截至2021年12月13日，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗262119.0万剂次。

　　文：十米、韩佳桐、曾欣欣、谢汝雨、栗子、白德凡