cover of episode Cheaper hydrogen, marine invertebrates and European wasps threaten biodiversity

Cheaper hydrogen, marine invertebrates and European wasps threaten biodiversity

2024/11/2
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The Science Show

People
C
Chitra Joshi博士
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Claire Rowe
D
Diana Levin
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Thomas Newsome
马天翼教授
Topics
马天翼教授:马天翼教授及其团队开发了一种高效、低成本的绿色制氢技术,并利用捕获的二氧化碳生产增值化学品,为澳大利亚和全球的净零排放目标做出了贡献。这项技术具有显著的经济和环境效益,有望在未来得到广泛应用。 Diana Levin:黑洞并非人们想象中那样是一个极其致密的物体,而更像是一个空的空间区域。其引力效应只有在非常接近时才会变得非常强大。因此,只要保持距离,黑洞本身并不具有破坏性。 Claire Rowe:澳大利亚的倒立水母是一种独特的物种,其生存方式与藻类共生,并对气候变化和人为因素(如人工结构)表现出较强的适应性,这使其具有潜在的生态影响。未来,随着气候变化的加剧,水母的数量可能会进一步增加,对海洋生态系统造成更大的影响。 Thomas Newsome:欧洲黄蜂作为入侵物种对澳大利亚生态系统产生重大影响。它们通过捕食本地物种(如苍蝇)和与其他入侵物种(如野猪)的相互作用,破坏了自然生态平衡,对生物多样性构成威胁。我们需要加强对这类入侵物种的研究和监测,以更好地保护澳大利亚的生态环境。 Chitra Joshi博士:人体气味并非疾病的标志,而是由细菌分解人体分泌物产生的硫醇类化合物造成的。目前,科学界对人体气味产生的具体机制和与疾病的关系了解还不够深入,需要进一步研究。

Deep Dive

Key Insights

What is the key innovation in Tianyi Ma's work that significantly reduces the cost of producing green hydrogen?

Tianyi Ma's team pioneered a polarization method that can increase photocatalysis performance by up to a hundred times, leading to the creation of a square-meter sized hydrogen generator that can produce green hydrogen at a much lower cost.

How does the Francis Crick Institute promote discovery research in biomedicine?

The Francis Crick Institute focuses on identifying highly talented individuals, particularly younger researchers, and giving them the freedom to pursue discovery research with support and critical feedback from senior scientists. The institute avoids a top-down directed approach and instead captures important discoveries for translation into practical applications.

What are the potential ecological impacts of invasive upside-down jellyfish in Australia?

Invasive upside-down jellyfish can bloom in high densities, potentially reaching over 100 jellyfish per square meter. This can have significant ecological impacts, including competition with native species and disruption of local ecosystems, especially as climate change creates more favorable conditions for their proliferation.

Why are European wasps considered a threat to biodiversity in Australia?

European wasps are highly aggressive and territorial, often killing other insects and disrupting the natural scavenging process at animal carcasses. They can prevent native scavengers like blowflies and dingoes from accessing food sources, potentially facilitating the spread of invasive species like feral pigs. Their presence can lead to a breakdown in ecosystem services, such as pollination and carcass decomposition.

What is the significance of black holes in the context of space-time and gravitational effects?

Black holes are regions in space where the gravitational pull is so strong that not even light can escape. They are essentially empty space-time, not dense objects. From a distance, they behave like any other massive object, but close to the event horizon, they cause extreme gravitational effects, including time dilation and tidal forces that can stretch and crush objects.

What are the potential applications of the chemicals produced by Tianyi Ma's team from captured CO2?

Tianyi Ma's team uses captured CO2 to produce chemicals such as carbon monoxide, methane, methanol, and ethanol. These chemicals can be used as fuels or as starting points for the production of other chemicals, contributing to the goal of achieving net-zero emissions.

What is the role of carcasses in monitoring ecosystem health and invasive species impacts?

Carcasses provide a focal point for monitoring the presence and behavior of various scavengers, including invasive species. By studying carcass decomposition, researchers can assess ecosystem health, the efficiency of scavenging processes, and the impact of invasive species on native ecosystems.

What are the key findings of the research on European wasps' behavior at animal carcasses in Australia?

Research has shown that European wasps can quickly congregate in large numbers at animal carcasses, killing other insects and preventing native scavengers from accessing the food source. This behavior disrupts the natural scavenging process and can have cascading effects on the ecosystem, including facilitating the spread of invasive species like feral pigs.

Why are jellyfish expected to thrive in a changing climate?

Jellyfish are expected to thrive in a changing climate because they are more resilient to increasing ocean temperatures and can benefit from eutrophication, which provides more food. Additionally, artificial structures like seawalls can provide habitats for their polyp stage, further supporting their population growth.

What is the significance of the Francis Crick Institute's design for fostering scientific collaboration?

The Francis Crick Institute is designed to promote interaction and collaboration among scientists. The building's layout, with labs and offices arranged like a chromosome, encourages chance encounters and conversations. The central interaction space, called the centromere, is designed to facilitate cross-disciplinary collaboration and innovation.

Shownotes Transcript

墨尔本皇家理工大学的马天翼因其生产更便宜的氢气和利用捕获的二氧化碳进行绿色基础化学品生产的工作而获得了总理物理科学奖。</context> <raw_text>0 ABC 收听。播客、广播、新闻、音乐等等。本周的科学节目有一些自相矛盾之处。一只倒立的水母,一个痴迷于体臭的牛津团队,黄蜂砍下其他昆虫的头,以及一些建议,你需要这些建议,关于如何在黑洞中生存。准备好了。音乐

大家好,我是罗宾·威廉姆斯,这里还有一个悖论。伦敦皇家学会经过 400 年的发展,仍然没有选举一位女性担任其主席。相反,采取了不同的举措。他们只是在历史上第一次重新任命了一名前任主席。

好消息是,他是一位杰出的科学家、一位糟糕的护士和人。一位非常自然的领导者,能够通过灵活性和开放性从人们那里获得最好的东西。以下是我在 2016 年如何遇到他的。

因此,我们来到了一个全新的价值数十亿美元的科学研究所,弗朗西斯·克里克研究所。我从塔斯马尼亚州朗塞斯顿的博物馆里拿着一瓶世界上最古老的啤酒,去拜访诺贝尔奖获得者、伦敦皇家学会前主席兼克里克研究所所长保罗·纳斯爵士。

罗宾,你是我们最早的客人之一,也可能是我们最早的媒体客人,尽管在接下来的几天里我们还有更多客人。我们入住才两周。我们已经搬进了 500 人。最终大约还有 800 到 900 人要搬进来。所以目前,我们的研究活动大约占 20%。我的实验室是最先搬进来的,就在两周前,我们已经在做实验了。

这是一座辉煌的建筑,就在圣潘克拉斯车站旁边,如果你想看看外面的话。进去相当安全。这是一个关于……

人们如何一起工作,无论老少,真正互动的新概念,不是吗?我们真的非常关注这一点。因此,建筑的设计真正旨在让人们偶然相遇并进行偶然的交谈。实验室和办公室位于染色体的臂上,染色体当然连接在……

中间有一个着丝粒,所有的互动空间都在着丝粒中。我们只有三个主要的实验楼层,所以它是水平设计的,而不是垂直设计的,因为电梯会妨碍互动。顺便说一句,这相当……

难以参与这里的研究活动。我们有一个非常开放的公共空间,对当地社区开放,我们将在这里举办讲座和展览等等。所以它可能是我所知道的开放程度最高的研究所,至少在建筑的前部是这样。保罗·纳斯爵士,我可以告诉你,这是一座辉煌的建筑。你自己的办公室比储藏室略大一点。

但你一直在走廊里向人们打招呼,这不仅仅是偶然的事情。我来找你,有两个原因。其中一个是为了打开世界上最古老的啤酒,正如电视节目《催化剂》中展示的那样,它是从悉尼湾号沉船的残骸中提取的,位于最终被命名为巴斯海峡的保护岛上。维多利亚州和巴斯海峡当时还没有命名,因为这大约是 220 多年前的事情了。

现在,这是由在瓶子中发现的两种酵母菌株酿造的。关于酵母菌株能否存活这么久,或者是否可能存在轻微的污染,存在一些争议。然而,科学家们喜欢争论这些事情。无论如何,这就是所谓的沉船啤酒或保护啤酒。我认为世界上只有两瓶,我正要打开一些。

啊,不是很甜美温和吗?我给你倒一点,或者只喝一点点,因为现在才早上 9 点 30 分。我对此非常兴奋。我研究酵母菌株近 40 年了。我有时会用我研究的酵母菌株酿造啤酒,这种酵母菌株叫做裂殖酵母,它酿造的东西相当糟糕。

但是,能够喝到可能是有史以来最古老的啤酒的想法,非常令人兴奋。干杯!这味道很有趣。我来自英格兰,当然算得上是啤酒鉴赏家。

它有一种有趣的味道,甚至还有回味。我喜欢它的一点是它不是拉格啤酒。不,当然不是。这是一款真正的艾尔啤酒。当然不是拉格啤酒。这是一款艾尔啤酒,它很有特色。我可以说它具有古老的特色,也许吧。我再喝一口。我也来一口。

让我们主持我的节目今天是第 41 年,所以我们已经做了很长时间了,这太令人惊奇了,我们必须祝贺罗宾 41 年来一直主持这个节目,从 70 年代中期开始,他总是有一些有趣的事情要说,总是很兴奋,他如何坚持 41 年,我完全无法理解。你真好,嗯,啤酒有帮助,我可以告诉你,但是……

你对酵母菌株能够存活 200 多年的事实有任何疑问吗?当然,它是在水下保存的,那里有一些保护措施,可以防止上面的淤泥和海草等。

使它保持在相当恒定的温度。我可以想象酵母菌株能够存活 200 年,我真的可以。在我的一生中,我恢复了一些存在 40 年、50 年的酵母菌株,因为,我不得不承认,这甚至包括 40 年前我开始自己的研究项目时储存的酵母菌株。所以尽管在这么长一段时间内存在明显的致死性……

我认为追溯到 200 年前不仅是可能的,而且很可能,因为我认为一旦你只剩下一些残存的幸存者,他们很可能存活很长时间。所以我倾向于相信它。很好。真正的考验将是当他们回到保护岛,看看悉尼湾号,挖掘下去,如果幸运的话,找到更多瓶子。而且……

也许还会有更多残留物,他们可以从中提取酵母菌株。但我认为这是一个美好的故事。这就是科学的工作方式。你测试事物,你发现更多,你做出决定。但是,你知道,你可能需要修改它。与此同时,当然,关于英国退欧的决定已经做出。

你写了一篇非常有趣的文章,关于英国退欧的五个神话以及它将如何影响科学。你谈到的一个神话是,英国来自当地来源的资金比来自欧洲来源的资金更多。但你说欧洲是一个巨人,我们切断了自己与某种风险的联系。我认为存在风险,因为……

欧盟是科学的巨人,它的人口为 3.5 亿,高度发达,科学质量很高。

以及科学中的开放市场,一个不尊重边界、允许跨国联系的开放市场,这将为您提供更大的临界质量来进行研究。这对英国这样的高品质科学国家来说意味着什么,当然,我们的人口约为 6000 万,但我们无法涵盖所有内容。

如果新的领域开始发展,能够获得欧盟提供的人口基础的开放获取,意味着我们更有可能能够吸引我们需要的科学技能。现在,只依靠我们自己的人口会限制这一点。当然,科学是一项国际活动,我们依靠世界其他地区。但是……

但是欧盟提供的是一种极其简单、非官僚的劳动力从欧洲一部分转移到欧洲另一部分的机制。这就是我们将因英国退欧而失去的东西。当然,你在你的第二个神话中说,如果你愿意,与来自欧洲的相比,你从英国的交易中会遇到更多官僚主义。大多数人都会对此感到惊讶。当然他们会。但围绕此事有很多神话。

与管理人员打交道,当然我自己也是一名管理人员,其本质就是官僚主义。英国完全有能力自己产生相当多的官僚主义。这种天真的观念认为,一旦我们离开欧洲,所有的官僚主义都会消失,这完全是胡说八道。我一生都在与官僚主义作斗争,它不会仅仅因为与欧盟分离而消失。这太天真了。

最后,我要把这个瓶子留给你。我这样做可以吗?如果你能把它留给我,我会很高兴。不过,我对此感到有点内疚。哦,内疚确实是一件美好的事情。但最后,在我敬你酒之前,弗朗西斯·克里克研究所怎么样?你们在这里主要解决什么问题?研究方向是什么?事实上,战略是真正建立在高度有才华的个人身上……

进行发现研究,在识别这些个人方面具有良好的品味和选择,关注更年轻的研究人员,他们往往比我这样的白发苍苍的人更容易打破常规,并赋予他们自由去追求他们认为有趣的东西,并得到像我这样的资深人士的支持和批评性评论。

以便他们能够制定未来的路线图。从某种意义上说,我的战略是没有战略,至少没有强有力的纲领性战略。这是一个我们促进最优秀的人才在与生物医学相关的领域进行发现研究的战略。然后我们捕捉……

那些看起来对转化很重要的发现,无论转化将把我们带到哪里。所以传统上你可能会有一个癌症研究所或一个对糖尿病或神经退行性疾病感兴趣的研究所。这个研究所可能会涵盖所有内容,因为当你进行发现研究时,你无法真正预测你会做出什么发现,它们最终会在哪里应用。所以在我看来,我们是一个更诚实的研究所,它说……

资助发现,这将推动人类福祉的改善,尤其是在健康方面。我们目前还无法预测它会走向何方。整个机构都是建立在这个前提之上的。坦率地说,我钦佩资助者,例如医学研究委员会、英国癌症研究中心、惠康基金会,以及三所伦敦大学。我钦佩他们采取了……

这种相当自由的方案方法,而不是自上而下的指导,这往往会发生。我们将成为一个发现中心……

产生推动生物医学未来进步的知识。我必须说,你很有声望。不仅是你自己,还有大楼里的 1500 人。祝贺你。非常感谢。保罗·纳斯爵士,纳比勒·普里塞曼,正如我所说,现在是 400 年历史上第一位被重新任命为伦敦皇家学会主席的人。是的,那是八年前的事了,因为明年科学节目将是 50 周年。

所以,另一个获奖者,另一个总理奖获得者,来自墨尔本。下一个奖项是年度物理科学家马尔科姆·麦金托什奖。该奖项是为了纪念马尔科姆·麦金托什爵士 AC 而命名的。这实际上是我父亲的奖项。获奖者是田益马杰出教授。

我是田益马,皇家墨尔本理工大学科学学院原子材料与纳米制造中心杰出教授。我领导着一个团队,致力于可再生能源的收集、转换、储存和应用。

我的团队不仅专注于基础科学突破,还专注于技术转化。这促使我探索了光催化的概念。它可以直接将太阳能转化为储存在氢气等小分子中的化学能。

我的团队率先采用了一种偏振方法,可以有效地将光催化性能提高多达一百倍。然后我们制造了第一个平方米大小的氢气发生器。这项技术可以大大降低绿色氢气的生产成本。

我还专注于碳捕获、利用和储存。我的团队将工业过程中的 CO2 捕获与 CO2 升级为增值化学品相结合。这是帮助我们实现澳大利亚乃至全球净零排放的最重要过程之一。

升级它们,以便使用碳来制造什么样的其他化学品?

我们将二氧化碳转化为一氧化碳、甲烷、甲醇、乙醇。所以你除了 CH4 之外还制造酒精?是的,CH4 也是我们可以制造的东西,是的,还有酒精。

特别是甲醇和乙醇。还有甲醇?还有甲醇。然后制造出来后,你用它们做什么?我们可以将它们作为燃料燃烧,也可以将它们用作制造其他化学品的起点。氢气。你能制造多大规模的氢气?现在,在澳大利亚可再生能源署的支持下,我们正在进行一个为期五年的项目,试图扩大催化剂的规模……

到可以漂浮在水、海水和废水表面以产生氢气的平方米大小的氢气发生器。目前,我们可以从我们的原型机的一个平方米中每小时生产大约一升纯绿色氢气……

那么它是否会分解水,就像你用电解法那样做?同样的东西?所以如果你这样做是绿色的,你就不会从其他可疑的来源获得电力?

哦,是的。有很多途径可以产生绿色氢气。电解法就是其中一种。首先,它们使用太阳能电池板(光伏)接收太阳能,然后将电力储存在电池中,电池将为电解槽供电。

将水电解成氢气和氧气。你能大规模地扩大规模吗?是的,但我们称之为光催化。这是一个简单的步骤,使用一些半导体薄膜(催化剂)来接收太阳能,并将其直接转化为化学能,将水分解成氢气。那是化学能,将化学能储存在氢分子中。托尼,你……

你可能已经注意到,在过去几个月中,报纸上对氢气作为主要能源供应者有一些疑问。包括特维吉·福雷斯特在内的许多人正在撤回他们的投资。

这对你是个问题吗?你认为市场会萎缩吗?对我来说,它并没有发展得很好。我的意思是,与化石燃料、传统能源相比,绿色氢气生产技术……

很有前景,因为它是一种清洁能源载体。当你燃烧它时,你只会得到水,没有排放,绿色且易于储存在气瓶中。你可能知道丰田最近推出了他们的新型氢燃料电池汽车,这是一款非常好的清洁能源汽车。但对我来说,在推进生产技术方面还有很多工作要做……

运输和利用绿色氢气。在基础研究阶段和转化阶段还有很多事情要做,但我始终相信它。在不久的将来,我们将真正广泛地利用它。嗯,它是最简单的分子之一,也是最丰富的元素之一,不是吗?所以你不会用完任何东西。不。但是一旦……

市场站在你这边,你或许就能提供一项奇妙的创新,让它运作得更好。是的,我相信。我完全同意。是的。谢谢你的祝贺。非常感谢。皇家墨尔本理工大学田益马杰出教授,总理物理科学奖获得者。但是请稍等,我正要把你扔进一个巨大的黑洞。

戴安娜·莱文有一本书,你可以在你下次在 TARDIS 中嬉戏时带上。如果你冒险过于靠近黑洞,她有一章关于如何生存的内容。你有一纳秒的时间来阅读它。她和谢尔比·特雷诺尔在一起。黑洞算不了什么。黑洞之所以特殊,是因为那里什么也没有。我可能在能够怀疑之前,在我有直觉来对抗之前,就完全接受了黑洞……

作为完整的概念实体。它们是幻想的素材。我毫不犹豫地接受了它们存在的事实。轻信且毫无偏见,我能看到它的合理性,欣赏它的奇特之处,接受宇宙的呈现方式。也许你也是这样。

这不太可能是你第一次遇到黑洞这种天体奇观。时空中的扭曲如此强烈,以至于连光都无法逃脱。所以你说黑洞什么也没有。

你能解释一下吗?是的,我认为很多人认为黑洞是一个极其致密的物体,好像如果你不幸漂浮到黑洞附近,你会发现宇宙中我们所能想到的最致密的物质。事实上,那里真的什么也没有。这是一个空的空间时间。有时我喜欢说黑洞更像是一个地方,而不是一个东西。

你可以穿过事件视界,这是一个著名的区域,即使是光也无法逃脱。你可以穿过事件视界,它是空的。没有物质。没有致密的物质。如果曾经有什么东西创造了一个黑洞,比如一颗坍缩的恒星,它就消失了。它在某种意义上留下了黑洞,作为一种考古印记。它留在了时空中。

你在书的开头暗示了黑洞是如何形成的。它们基本上是从数学开始的,在我们甚至知道它们存在之前。我们是如何从那里走到现在的?

嗯,这背后有一个悲惨的故事。当爱因斯坦第一次成功发表,实际上在多次失败的尝试之后,终于写下了广义相对论,大约是在 1916 年,他的一个朋友在第一次世界大战的前线。

是一名德国士兵,在俄国前线作战。他也是一名天文学家。在计算弹道学之间,他阅读了普鲁士科学院的会议记录。他读到了爱因斯坦著名的理论。他开始尝试解决这个问题。如果你只是想象一下会发生什么?

将一颗恒星的物质压碎成一个点。他没有说这是如何发生的,只是想象一下。所以恒星的所有质量都被压碎成一个点。他写下了我们现在所说的黑洞时空的数学解。他的名字是史瓦西,多年来它被称为史瓦西时空,在技术领域仍然如此,但没有黑洞这个名字。

几十年来。他给爱因斯坦写了一封信。他说,你知道,我有幸走过你的思想之地,这在战争中说出来是一件疯狂的事情。爱因斯坦对数学印象深刻,但不相信自然会允许这种疯狂的事情发生。直到奥本海默,有趣的是,他才意识到,事实上,如果一颗恒星足够重,以至于……

在其垂死挣扎中,它将无法抵抗灾难性的坍缩成黑洞。它仍然没有被称为黑洞。那是 1939 年。直到 60 年代,约翰·惠勒才创造了黑洞这个词。在书中,你似乎想说黑洞是……

实际上并不是我们想象的那样具有巨大灾难性的东西。如果它们不是太空中这些具有巨大破坏性的东西,它们又是什么呢?是的,围绕黑洞有很多这种怪物卡车式的谈话,我认为这是有点不应得的,它们是……

混乱和破坏的武器。事实上,如果你与黑洞保持距离,它就不会打扰你。不要打扰它,它就不会打扰你。我的意思是,如果我们的太阳明天变成黑洞,它在它的生命周期中不会这样做,但如果我把它变成黑洞,我们的轨道实际上会很好。我们几乎不会改变。

所以黑洞从远处并没有比太阳更大的疯狂引力。确实,当你非常非常靠近时,引力效应会变得非常强大。

所以如果你非常靠近,是的,很多有趣的事情会发生。但从远处看,它们相当温和。所以你如何躲过黑洞,那就是远离它。就是这样。保持距离。你可以建立一个安全的轨道,拥有一个漂亮的小型空间站,从远处观察它,看看发生了什么。

所以假设我们的听众在那个空间站上,他们会看到什么?实际上,除非你有其他光源,否则你什么也看不到。所以黑洞的重点是,光无法从某个无法返回的点逃脱。因此,黑洞不能在其所谓的事件视界内发射或反射光。

它实际上是一个阴影。所以除非有另一个光源,否则树木不会有阴影。所以如果你在一个空的空间时间中只有一个黑洞,你什么也看不到。然而,如果你有一个黑洞在你和你之间,比如说,以及银河系的其他部分,以及它所有的……

数十亿颗恒星,你会看到黑洞投下的阴影。它会像透镜一样起作用,使事物看起来扭曲而怪异。所以这是你第一个线索,表明那里有一些东西。同样,它就像树的影子。你可以走进那个阴影,它是良性的。你可以走进事件视界的阴影……

这应该不会比走进树的阴影更戏剧化。但你不应该这样做,因为你无法再出来了,不像树的阴影。就是这样。这就是问题所在,你无法再出来了。然后你将面临非常糟糕的消息。但让我们慢慢来。我们仍然在空间站外面。

所以如果你仍然在事件视界之外,那么时空中的任何事情都会给你暗示你仍然非常靠近黑洞吗?好吧,假设你没有像背后的星系那样的光源。黑洞周围另一种典型的光源被称为吸积盘。如果像附近的恒星那样偏离得太近……

黑洞会吞噬那颗恒星。它会像棉花糖一样从那颗恒星上剥离出缕缕物质,它会像漩涡一样围绕黑洞旋转,它会形成一个明亮而炽热的圆盘。你可以把它想象成土星环,它们也是围绕土星旋转的碎片,但这些东西非常热。

它之所以非常热,是因为它从很远的地方溅到这个非常小的物体上。想象一下,在纽约,我们会说,从帝国大厦上掉下一分钱。它下降得很快。所以与土星环不同,这些东西有时以相对论速度运动。它非常热。它就像等离子体。所以它照亮了黑洞。这就是你从远处看到它的方式。这将有所帮助。

当你离得太近时,知道这一点会有所帮助。那么,如果我们的听众没有注意而离得太近会发生什么?好吧,也许一个很好的比较是,如果空间站上有两名宇航员,其中一名宇航员进行太空行走,并且……

没有系绳而离得太近。将会发生的是,即使他们的时钟在空间站上完美同步,他们也会发现,留在空间站安全轨道上观察他们的同伴越来越靠近黑洞的人,他们的时钟与之相比开始变慢。

而这不仅仅是他们的时钟,这是他们手腕上的机械仪器或数字仪器。这是他们的生物钟。对于坠落的宇航员来说,这完全正常。他们的时钟以正常的速率滴答作响,他们的心跳与他们预期的完全同步,他们的思想也以正确的时标发生。但从远处看,当他们接近这个事件视界时,他们似乎越来越慢、越来越慢。

一种思考方式是黑洞正在创造一种时空旋转。在某种程度上,我可以通过旋转来旋转我的左右相对于你的左右,进行空间旋转。黑洞正在进行时空旋转。它不是将他们的左旋转到他们的右,而是将他们的空间旋转到他们的时间。

最终,在事件视界处,时间似乎会停止,而离得太近的宇航员将悬停在那里。人们经常听到永远,时间膨胀,正如它被称为的那样,现在是无限的。因此,空间站中的观察者现在已经老了 20 年、30 年、40 年、100 年,整个星系都来了又走了,而那个宇航员仍然只是悬停在地平线上,但是……

但是,如果你纠正了这样一个事实,即宇航员也稍微弯曲了时空,因为她有一点质量,那么你会看到那个宇航员移动,这将在有限的时间内发生。

进入事件视界,像石头一样砰的一声掉进去然后消失。对于那个在黑洞里的宇航员来说,这种体验是什么样的?他们正在经历什么?是立即死亡吗?不,不是。好吧,好的,这很有趣。这取决于黑洞的大小。你仍然可以看到光,因为黑洞从外面可能是黑暗的,但光可以落到你的后面……

你仍然可以看到空间站,你仍然可以看到星系。事实上,它正在压碎你,它看起来加快了速度,并且变得越来越明亮和强烈。现在,一旦你穿过事件视界,在你变得完全灾难性之前还有多久?这取决于黑洞有多大。如果黑洞的质量是太阳的质量或其 10 倍,那么这个范围非常非常快。几分之一秒,对吧?

你会发现你被迫向内……

那是黑洞的中心,人们在那里谈论奇点,一个无限曲率的区域,但可能在那里发生的其他事情非常复杂。但无论是什么,都很糟糕。但如果黑洞是太阳质量的十亿倍,我们看到的,我们看到这些超大质量黑洞,它们存在,甚至是一万亿倍太阳质量,那么你可能能够从中获得一年时间。

非常安静。非常令人恐惧的一年。是的,因为这种奇点变成了你唯一可能拥有的未来,对吧?是的。对于宇航员来说,一旦他们越过事件视界,他们的空间和时间旋转得如此之多,以至于奇点不是空间中的一个点。它是一个时间点。这是他们未来的一个点。他们无法避免奇点,就像他们无法避免未来的到来一样。

因此,奇点是绝对不可避免的。你无法永远阻止它。不用说得太可怕,对于可怜的宇航员来说,我们在这里谈论的是什么?是的,潮汐力,当你想到地球上的潮汐以及月球如何拉动地球并产生波浪时,

地球形状的波浪以及水中的波浪,这将是最极端的形式。你实际上会被时空的形状挤压和拉伸。你身体的某些部位会比你身体的其他部位更快地加速朝向奇点。这通常被称为“意大利面化”,这不是我最喜欢的术语,但你知道,你明白了。你的四肢被拉开,你被压碎了。它

这是一种挤压、压碎、非常不幸的状态。大概在你能够发现黑洞中心真正存在的东西之前,你就会被撕裂成你的基本粒子。然后你的基本粒子继续冲向奇点或黑洞中心可能存在的任何量子残余物。是的,我们用引号来谈论这个奇点,因为……

事实上,黑洞中心有一个奇点,但这被认为是事实,但有些人认为这种无限性可能是可能的。其他人认为这是我们数学还不够完善的标志。是的。那里可能发生的事情有哪些假设?是的。

我认为数学非常明确地告诉我们,我们不能再忽略量子力和物质力。它说我不能忽略宇宙从根本上说是量子力学的事实。所以我们真正需要做的就是超越爱因斯坦关于巨大、光滑、笨重的时空、黑洞和整个宇宙的理论,开始谈论量子引力,而没有人知道该怎么做。

如果你可以选择一旦你到达所谓的奇点会发生什么。哦,作为一个科学家,我的幻想是什么?好吧,你知道,作为一个科学家,我被迫采取不可知论的态度,接受一切。但事实是,我们追求某些想法,因为我们比喜欢其他想法更喜欢它们。所以很早就有了。

一个观察结果是,如果我观察朝向奇点的黑洞的时空,它看起来非常像大爆炸时空的一种时间反转。所以也许我可以把它们缝合在一起。也许黑洞的内部可以缝合到一个大爆炸时空,这样当你到达奇点时,你实际上会被吹到一个新的宇宙中。

有很多理由认为它不会是真的。但是,你知道,也许有一天,这种内部是大爆炸的模型会被复活。我的意思是,我有点喜欢这个

你的粒子被吹到一个新的生态系统中。所以,你知道,你目前的组织被撕裂是一种悲剧,但你会在某个地方找到新的生命和新的宇宙。一个新的宇宙。多么令人欣慰。约翰·莱文著《如何逃脱黑洞》,哥伦比亚大学,纽约,与谢尔比·特雷诺合著。

我现在怀疑,如果你真的逃脱了黑洞,你最终会看起来像一只倒立的水母。现在想象一下,被压成浆糊,但挥舞着那些剩下的果冻状手臂向上,希望能得到帮助。好的,让我们听听更多关于这只水母的信息。克莱尔·罗是悉尼澳大利亚博物馆的海洋无脊椎动物馆长。你是如何开始从事海洋科学的?

我一直热爱海洋。当我还是个孩子的时候,我会经常去海滩,经常浮潜。我只是喜欢在水中,这让我对海洋生物产生了浓厚的兴趣。所以它一直是我的热情所在,然后我就坚持了下来,现在我在这里。

好吧,这可能与我问那些研究昆虫而不是可爱的毛茸茸的动物或袋熊或会蹦蹦跳跳的东西的人的问题差不多。你为什么不选择鲨鱼或生长之类的生物呢?所以在大学二年级的时候,我开始在澳大利亚博物馆的海洋无脊椎动物馆做志愿者,在那里获得一些经验。

我与海洋无脊椎动物接触得越多,我就越意识到它们是多么奇怪和奇妙。我认为是它们的种类繁多以及每种海洋无脊椎动物的不同之处激起了我的兴趣。这就是我最终来到这里的原因。我喜欢奇怪的、奇妙的和未知的东西,基本上就是这样。这是一个很好的答案。是的,确实。而且

水母,为什么?水母在澳大利亚的研究不足。昆士兰州有一些研究人员在研究它们,但关于水母的许多东西仍然未知,这非常有趣。关于哪些物种在哪里出现、为什么以及在哪里繁殖,还有很多工作要做。有很多未知的东西,有很多神秘感,我认为这是一个很棒的研究领域。

我必须插入一段音乐来打断一下。当然,那是乔治·格什温创作的《蓝色狂想曲》。而唯一一位世界权威……

她住在澳大利亚霍巴特,是丽莎·安·格什温,她写了三本书。你看过吗?是的,我都读过了。丽莎·格什温的忠实粉丝。我曾经在歌剧院见过她,当时她在那里做演讲。太棒了。我正要开始我的博士学位,所以很高兴能遇到该领域的专家并从她那里得到一些建议。她发现了我想以前只知道一两种伊鲁坎吉水母是真正危险的。

阻止你去昆士兰北部海滩。她又发现了另外18个物种。她发现了许多物种。当你参观博物馆收藏品时,你会看到她的名字遍布其中。基本上,馆藏中的每只水母上都标有丽莎的名字。太棒了。你研究的那只水母是倒立的吗?

它被称为倒立水母,基本上是海洋中的懒惰水母。它大部分时间都是倒立的,钟状体 resting on the sediment,口腕伸出在上方。它之所以这样做,是因为它的口腕组织中含有叫做虫黄藻的光合藻类。就像珊瑚一样。就像珊瑚一样,没错。因此,这使得水母能够进行光合作用,并从藻类中获得90%的营养需求,其余10%则来自滤食。

我明白了,但我隐约觉得那些手臂是在那里抓住东西的。如果它不需要那么多来补充藻类提供的食物,它为什么要这样做呢?它仍然有刺细胞,它会用这些细胞来捕获猎物。两者兼而有之。它为藻类提供了一个家园,并且仍然能够获得一些营养需求,但我感觉浮游动物会为水母增加一些额外的食物来源,因此它依赖于两者。

你一开始有没有想到它们是土著物种?澳大利亚有本地物种。它们很隐蔽,因此很难识别倒立水母。所以有一些本地物种,试图区分本地物种和入侵物种是一个很大的挑战。入侵物种,它们是否很常见?

它们正在向东海岸移动。对于倒立水母来说,它们最初似乎出现在莫顿湾附近。从那时起,我们在华莱士湖和麦夸里湖发现了它们。所以它们正在向东海岸移动。它们的数量仍然很少,但倒立水母有可能大量繁殖。

在海外,它们的密度记录超过每平方米100只水母。每平方米100只?数量巨大。这些水母的体型也可能像餐盘一样大,所以你可以想象一下这可能会对生态系统造成的影响。你在这里发现的水母有多大?我们看到有些水母的体型像餐盘一样大,但密度还没有那么高。我们看到的大多数水母的体型大约和手差不多大。哇。

好吧,我记得丽莎·格什温实际上在科学节目中告诉我,随着气候变化的进行,水母会变得更加普遍,因为它们可以吞噬各种各样的东西,并且可以继续生存,而其他生物则会灭绝。很快,澳大利亚水母的数量可能会与你所说的每平方米约100种物种的数量相匹配。是的。

绝对的。气候变化正在帮助水母。它们是少数几种能够在全球变暖和海洋温度升高的情况下继续繁荣的物种之一,海洋温度升高对水母的影响不如对其他物种的影响大。此外,富营养化等现象会导致水母仍然能够很好地生存的环境。比以前更多的食物。没错。人工结构(如防波堤)也是如此,它们为水母提供了栖息地,使它们能够

在其生命周期的息肉阶段附着在坚硬的基质上。所以基本上我们正在为水母创造一个完美的环境。实际上,防波堤是一件好事,不是吗?是的,对某些动物来说绝对是好事。有点像田野里的树篱。那是所有这些小鸟过去都能很好地生存的地方,直到树篱被移除。

在世界各地。你目前的研究所指向哪里?我仍在研究倒立水母,并将它们与本地物种和入侵物种区分开来。我仍在做很多这方面的工作。

在澳大利亚博物馆,我们一直在RV Investigator号上进行大量的深海研究。所以我试图将我的研究范围从15厘米深的水母扩展到4000米深的水母。你不会下潜4公里吧?不会,我们放下底拖网,沿着底部拖曳,然后把水母捞上来。是的,这很有趣。看到那些深海物种真的很有趣。那是Investigator号,那艘通常在霍巴特的大船。就是那艘。笑声

是的,你多久能去一次?所以我最近去了印度洋两次航行。我们绕着圣诞岛和周围的深海山脉航行。对于这些样本,我们拖网下潜到5000米,捞上来一些美丽的水母。我现在正在努力识别这些物种。几个月前,我们有一个节目,一个科学节目,关注探索深海,并且

其中一位参与者是艾米丽,她来自达令港的国家博物馆。她潜到了泰坦尼克号被各种生物吞噬的地方。我们在节目结束时和她以及她的同事们提出的问题是,年轻人是否真的会有一个职业来关注海洋中需要完成的工作?你知道,不管他们是否会有工作,是否有大量的工作要做?

绝对的。关于海底,尤其是深海,我们知之甚少。这就是乘坐Investigator号和类似研究船进行航行令人惊奇的地方。我们发现了许多新物种。

因为我们知之甚少。还有很多工作要做。有很多分类学工作需要完成,识别这些物种。有很多地质学工作需要完成。这是一个很棒的研究领域,而且非常有趣。而且不仅仅是收集东西,对吧?不仅仅是在一百万个方格中添加另一个勾号。它与……

了解环境并使其对我们也更健康、更高效有关。绝对的。而且,随着气候变化,我们需要知道那里有什么,这样我们才能知道什么东西是脆弱的,我们可能会失去什么。博物馆收藏也是一个非常重要的资源。因此,博物馆收藏能够确定在那个时间点和那个地点出现的物种。

能够开发这些收藏,以便人们在100年、200年后能够参考它们,这极其重要。谢谢,祝你好运。谢谢。澳大利亚博物馆的克莱尔·罗和她收集的海洋无脊椎动物。是的,这将是一个水母的世界。

这里还有另一种我们很少了解的无脊椎动物,一种入侵物种,它的存在会造成巨大的后果,多米诺骨牌效应。科学家需要我们意识到,或者了解它们,弗勒尔·康尼克正在研究其中一些生物。这只丽蝇正遭到欧洲黄蜂的残酷攻击。

这只苍蝇拼命地试图逃脱黄蜂的牢固抓握,因为它被钉在地上。片刻之后,黄蜂砍掉了丽蝇的头。

这有点可怕,但一个监测动物尸体的科学家团队发现这种行为并不罕见。如果任何昆虫来到尸体上,欧洲黄蜂非常具有攻击性和领地意识,它们会杀死这种昆虫。至于苍蝇,它们实际上会抓住它们,然后咬掉它们的头。

所以头会掉在地上,然后它们经常会带着尸体飞回巢穴。托马斯·纽森是悉尼大学生命与环境科学学院的副教授。他是研究团队的一员,该团队一直在研究欧洲黄蜂作为澳大利亚景观中清道夫的作用。1959年在塔斯马尼亚首次发现这种入侵性黄蜂,现在在每个州和地区都能发现……

它的数量正在增加。欧洲黄蜂很有趣,因为它们在澳大利亚作为引进的入侵性害虫一直未被人们注意。我们对澳大利亚的脊椎动物害虫有很多了解,例如狐狸和猫,但实际上我们对入侵性昆虫知之甚少。所以它们一直未被人们注意,因为它们不是农业害虫或主要的农业害虫。所以在农民的日常生活中,

他们并没有真正谈论,“哦,所有这些欧洲黄蜂都在造成这么大的破坏。”它们不那么显眼,但它们可能正在对我们的生物多样性造成很大的破坏。在过去的六年里,托马斯参与了一系列关于欧洲黄蜂对科修斯科国家公园影响的调查。第一项研究关注袋鼠尸体,而最近的研究一直在监测在扑杀事件后留下的野生动物尸体。我们

我们在阿尔卑斯山区注意到,在2018年(也是干旱的一年),在我们实验性地在景观中放置了一些动物尸体后,几分钟之内,数百甚至数千只欧洲黄蜂聚集在这个食物来源上。

这不是我们预料到的。我们知道那里有欧洲黄蜂,但我们没想到它们会在尸体上如此普遍,或者发现它们的速度如此之快。在澳大利亚,对此有过多少特别的研究?除了已知欧洲黄蜂可能会利用尸体作为食物外,我们没有听说过其他研究。我们遇到的一些农民谈到欧洲黄蜂经常来到尸体地点。

但到目前为止,还没有一项研究记录了它们在这些动物尸体上的出现情况,以及它们在尸体地点所造成的行为影响。

在澳大利亚,动物尸体并不短缺,每年由于扑杀、道路事故和干旱、丛林大火等自然灾害而产生数百万具动物尸体。当尸体被遗弃腐烂时,它为欧洲黄蜂群落提供了一个完美的食物来源,使一些黄蜂能够建造多达10万个个体的超级巢穴。

需要强调的一点是,尸体本身实际上可以提供对生态系统如何运作的见解,它们是一种自然产生的食物。它们吸引了大量的昆虫和脊椎动物清道夫到一个你可以实际监测的焦点。所以我们发现,这些动物尸体可以提供关于哪些物种存在的非常独特的见解,

农民或管理人员可能对入侵物种与本地物种相比的情况感兴趣。但你还可以了解这些物种在那里的行为。这可能是群体规模、相互争斗、与不同物种互动。所以你实际上可以学到很多东西。

通过监测尸体。所以我们并不是真的对景观中腐烂的死东西感兴趣,但它是一种奇怪而古怪的天然食物来源,动物会被吸引,你可以通过研究它来学习很多东西。不仅仅是那里的动物,因为你还可以观察尸体在环境中持续存在的时间。这可以让你了解生态系统的健康状况,因为健康的生态系统是……

通常以清道夫快速清除景观中尸体的生态系统为特征。所以如果尸体在景观中持续很长时间,那么问题是A,景观中是否有太多的尸体?或者B,是否有功能性清道夫协会来帮助清除尸体生物量?

你可以拉动不同的杠杆来调整两者,以减少景观中的尸体数量,或者支持和促进可能提供这种生态系统服务的清道夫。其中一种本地清道夫是卑微的丽蝇,它不仅有助于清理尸体,而且还是主要的传粉者。

通常,当我们研究这些尸体时,我们也会在几分钟内看到苍蝇在那里。它们通过在各个地方产卵来执行一项非常重要的生态系统服务。蛆遍布尸体。这有点可怕,但这实际上有助于加速尸体生物量的损失。它们正在帮助我们清理景观中的这些死动物。

这些尸体也为脊椎动物清道夫提供了一个非常重要的食物来源。小渡鸦和乌鸦通常是第一个到达尸体的,但这之后还会有一系列利用腐肉作为食物来源的本地物种。但是当我们

观察这些被欧洲黄蜂淹没的尸体时,这个自然过程似乎完全被破坏了,因为我们在这些尸体地点没有看到任何苍蝇。当我们坐在那里观察欧洲黄蜂的行为时,首先,它们正在把一小块肉带回巢穴。所以这有点像一条将肉带回巢穴的传送带。其次,如果任何昆虫来到尸体上,它们就会杀死这种昆虫。至于苍蝇,它们实际上会抓住它们

然后咬掉它们的头,所以它们的头会掉在地上,然后它们经常会带着尸体飞回巢穴。所以它们基本上阻止了我们通常会看到的正常过程。但这些影响甚至进一步扩展,因为当野狗进来觅食时,从我们用来监测野狗的相机陷阱来看,

所有其他进来的清道夫,我们发现野狗正在空中寻找,它们的头部四处转动,它们在尸体地点看起来并不舒服,而且也没有积极地在那里觅食。这是欧洲黄蜂实际上正在攻击

并骚扰和叮咬野狗,并将它们赶出尸体。然后我们注意到的最后一件事是,当野猪进来时,它们似乎并不介意被欧洲黄蜂覆盖,因为它们正在吃那具尸体。所以我们对那里发生的一系列不同的互动有了一个了解,这很有趣,它符合我们谈论的一些理论,即所谓的入侵崩溃,即一种入侵物种可能会促进另一种入侵物种的影响。在这里,按时间顺序排列,

非常独特的是,我们有一种入侵性昆虫将我们的本地物种赶出尸体,并可能促进或允许入侵性野猪进入尸体。我认为除了欧洲黄蜂在尸体周围的影响之外,我们只能推测它们在环境中的更广泛影响。如果它们非常具有攻击性和领地意识,并且它们正在尸体地点杀死丽蝇,那么它们可能也在积极地攻击其他昆虫

以及。当然,这可能会影响它们提供的生态系统服务,例如授粉。我非常有兴趣了解这如何改变或增加我们的知识,例如澳大利亚的清道夫和入侵物种。

我认为这确实增加了我们对入侵物种能够做什么的了解。我们正处于生物多样性危机之中。就这种灭绝危机的主要驱动因素而言,入侵物种与栖息地丧失不相上下,甚至位居第一。这方面的大部分关注都集中在哺乳动物的影响上。在过去的200年里,世界上有一半的哺乳动物灭绝发生在我们后院。但可能还有很多其他物种我们根本没有调查。

我们没有进行足够的监测,也没有记录其影响。所以通常情况下,当我们发现某些东西消失了的时候,为时已晚。这部分是资金驱动的,部分是政治驱动的。但是,你知道,作为科学家,我们正在努力利用有限的资源尽可能多地了解情况,并试图将一些资金导向行动。

了解这些鲜为人知的入侵物种的影响。我会将欧洲黄蜂归入这一类,因为我们对它们知之甚少,甚至对它们的一些基本生物学知识也很少了解。所以我认为这是我们作为一个国家需要关注的领域,需要投入更多努力来了解这些物种的影响。悉尼大学副教授托马斯·纽索姆,弗勒尔·康尼克的报告。

在我离开之前,回到英国协会节。事实上,它是BA的BO,来自牛津大学的一个团队。但我认为牛津大学的学者不可能有BO。你好,我是奇特拉·乔希博士。我在牛津大学生物化学系担任博士后研究员。你正在研究为什么人们会闻到气味,臭味。其背后的原因是什么?主要成分是什么?

我们都会闻到气味,所有人类、哺乳动物,每个人。体味是无色无味的。是细菌在后面,然后将其转化为含硫醇的化合物,这实际上会产生

我们可以从人们身上闻到的强烈硫磺味。尤其是男孩。是的,有一项研究将高睾酮与更高的体味联系起来,但所有这一切背后的科学都非常难以理解。

我认为这是一件相当明显的事情。它与诊断疾病或你在研究中的一些事情有关吗?你是说特定的气味属于特定的疾病吗?在过去,任何一种臭味都与疾病有关。但现在我们知道这是一种非常自然的现象,如果你有更强或更弱的体味,它与任何疾病都没有关系。

牛津大学生物化学系的奇特拉·乔希博士。但为什么在BA有BO?下周解答。那么,为什么这么多雄性长颈鹿,甚至黑猩猩,似乎都是同性恋?雌性科莫多巨蜥在繁殖时如何完全不需要雄性?

这是一片遍布自然界的彩虹之地,新书《自然的性谱》如是说。下周我们将与所谓的酷儿昆虫学一起了解所有这些。科学节目由大卫·费舍尔制作。我是罗宾·威廉姆斯。你一直在收听ABC播客。在ABC Listen应用程序上发现更多精彩的ABC播客、直播电台和独家内容。