环球科学：宇宙中一半普通物质一度失踪，天文学家终于...

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　　宇宙中失踪的普通物质基本被找到了

　　Deep Synoptic Array-110射电望远镜阵列，由分布在5千米范围内的110台射电望远镜组成。图片来源：VIKRAM RAVI/CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY/OVRO

　　天文学家通过宇宙微波背景辐射和对大爆炸核合成的计算，发现宇宙中普通物质、暗物质占比分别为15%和85%。普通物质也被天文学家称为重子物质，但天文学家将所有能测量到的恒星、星系、星云等的质量加起来后，发现总质量少于对重子物质的预测，这被称为重子物质缺失问题。近年来陆续有研究通过各种方式观测到丢失的重子物质，而最近，研究人员又通过快速射电暴（FRB）对重子物质进行了全面的统计，重子物质缺失问题已经基本解决，相关论文发表在《自然·天文学》（Nature Astronomy）上。

　　FRB在穿过星际介质时，波长较长的部分传播较慢，波长较短的部分传播较快，这被称为色散，天文学家可以通过色散确定星际介质中的物质分布。研究人员利用了69个已经定位来源的FRB，其中39个是使用Deep Synoptic Array-110射电望远镜阵列观测的，该阵列是专门用于定位FRB来源方向的射电阵列，对FRB的定位精度小于1/1000度。通过这些FRB的色散，研究人员发现，重子物质76%存在于温星系际云中，15%存在于星系内外的冷气体中，仅有9%构成了所有恒星和行星。结果表明，大多数重子物质并没有聚集在星系周围，而是相对均匀的分布在星际空间中。（Science NEWS）

　　· 古生物学 ·

　　发现大规模恐龙交配仪式的证据

　　在这幅艺术家的想象图中，恐龙正进行一场复杂的交配舞蹈。图片来源：XING LIDA

　　恐龙岭（Dinosaur Ridge）是位于美国科罗拉多州的著名恐龙化石遗址。在最近发表于《白垩纪研究》（Cretaceous Research）的新论文中，科学家在恐龙岭发现大量类似霸王龙的恐龙聚集在一起跳舞、扭动和踢腿的迹象，这可能是大规模的求偶仪式。

　　这项新发现来自恐龙岭的一片区域，那里曾是一片经常被洪水淹没的潮滩。2023年，研究人员还在这片斜坡上发现了五处遗迹化石——来自中型双足行走的恐龙。为了获得更深入的了解，研究者获取了来自美国地质调查局的2019年高分辨率航拍图像，并于2024年拍摄了后续航拍图像，这些图像揭示了更多遗迹化石——比之前记录的多出数十个，总共有35个不同形状和大小的痕迹。这些痕迹紧密聚集，分布在不同的地层中，这表明同一类型的恐龙曾多次造访该遗址。一些痕迹表明，恐龙在用爪子刮沙时顺时针旋转，这表明它们在进行一种独特的、重复性的舞蹈。新发现表明该遗址是一个巨大的求偶展示场地，也称为求偶场（lek），而非此前认为的小型筑巢区。（Science News）

　　· 物理学 ·

　　准晶被证明可以稳定存在

　　钪锌准晶的单个晶粒具有12个五边形面。图片来源：Yamada et al. （2016）。 IUCrJ

　　准晶是一种介于晶体和非晶体之间的特殊物质，其原子像晶体一样有序排列，但结构上不具有平移对称性。传统的密度泛函理论只适用于计算晶体结构，无法计算准晶的能量。因此，目前尚不清楚准晶结构是否在热力学上稳定。近日，一项《自然·物理》（Nature Physics）上的研究回答了长久以来的疑问，证明了准晶结构的热力学稳定性。

　　科学家开发了新的计算模型，将模拟准晶分割成包含数百个原子的纳米颗粒，计算其体积能和表面能，再在此基础上进一步推断尺寸更大的颗粒的能量，最终得到大块准晶体的整体能量。同时，他们还改进了算法，使计算更有效率。据此，他们计算出钪锌和镱镉合金（ScZn7.33和YbCd5.7），这两种二十面体准晶体在绝对零度下位于能量最低的基态。这表明，原子排列有序，但不具有平移对称性的固体也能够稳定存在，为准晶的研究带来了新的见解。

　　· 细胞生物学 ·

　　抗衰型人间充质祖细胞技术体系研究获进展

　　SRC长寿基因遗传改造原理。图片来源：中国科学院动物研究所

　　干细胞耗竭在衰老过程中是因还是果，以及外源性干细胞移植能否有效延缓衰老，一直是未解的科学难题。在6月13日发表于《细胞》（Cell）的新研究中，中国科学家构建出兼具抗衰老、抗应激和抗恶性转化能力的工程化人类抗衰型间充质祖细胞（SRC），并在灵长类动物模型中验证了其延缓多器官衰老的效果。

　　研究团队通过合成生物学重编程，构建了抗衰型人间充质祖细胞（SRC）技术体系。该团队选用生理状态相当于60岁至70岁健康人类的老年食蟹猴作为实验模型，确证了SRC移植在非人灵长类模型中的安全性与免疫耐受性。系统生物学研究范式研究结果表明，SRC移植可显著延缓猴多器官衰老进程，重建机体稳态平衡。在基因表达层面，SRC移植可实现半数以上组织的衰老相关基因表达网络的系统性年轻化重构，并在单细胞维度逆转关键系统中衰老相关基因的表达谱。基于机器学习的衰老时钟分析证实，未成熟神经元生物学年龄被逆转6岁至7岁，卵母细胞的生物学年龄被逆转5岁。同时，机制探究表明，SRC释放的外泌体在促进细胞年轻化、抑制慢性炎症以及维持基因组与表观基因组稳定性方面发挥了核心作用。（中国科学院动物研究所）

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　　科学家首次在地面捕捉到宇宙微波背景的偏振信号

　　宇宙大爆炸后，温度随着膨胀逐渐冷却，当温度冷却到一定程度时，质子可以捕获电子形成中性氢原子，光可以自由穿梭，那时传出的光，也是目前天文学家能观测到的最早的光，被称为宇宙微波背景辐射。数亿年后宇宙第一批恒星诞生时，恒星辐射又电离了中性氢原子，当宇宙微波背景辐射遇到这些游离电子时，偏振状态会被改变，科学家可以通过测量这些微弱的偏振信号，了解宇宙第一批恒星是如何影响宇宙早期环境的。

　　宇宙微波的波长只有几毫米，非常微弱，而偏振微波信号还要微弱约一百万倍。地球上的无线电波、雷达和卫星信号都能将偏振微波信号淹没，而大气扰动，天气和温度变化等则会使其失真。即使在完美条件下，测量偏振微波信号也需要极其灵敏的设备。美国科学家首次使用地面望远镜，观测到了宇宙第一批恒星在宇宙微波背景辐射中留下的“指纹”。他们使用的望远镜为宇宙学大角度尺度探测器（CLASS），位于智利北部安第斯山脉。该研究近日发表于《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）。（中国科学报）

　　撰写：王昱、冬鸢、马一瑗