狗懂人吗?

如果你暴露在真空的太空中会发生什么?在飞机上使用手机安全吗?咳嗽和打喷嚏哪个更容易传染?本周我们来回答你的…
2012年8月12日

如果你暴露在真空的太空中会发生什么?在飞机上使用手机安全吗?咳嗽和打喷嚏哪个更容易传染?本周,我们将回答一些棘手的科学问题,比如果酱是怎么形成的?熨烫是如何工作的呢?此外,我们遇到了第一批伐木工,找到了我们所在地区的暗物质,并发现了一个小的电脉冲是如何阻止癫痫发作的……

在这一集里

数字屏幕上的心跳

我们心跳的次数是有限的吗?

维多利亚·吉尔和克里斯·史密斯来看看这个问题。

维多利亚:我认为你不能说心跳的次数是有限的,但是在人的一生中,心脏跳动的次数肯定是平均的,因为人的平均寿命和心脏跳动的次数都是平均的,因为它通常以这种连续的速度跳动。但我认为你在健身和降低静息心率之间进行权衡是非常正确的,因为你在增强你的心脏。你的心脏是一块肌肉,通过锻炼它,你可以让它更强壮,更有效率。它不需要那么快,那么费力地泵血,如果你吃健康的饮食,没有那些在你动脉里排列的讨厌的脂肪,那么你也会给它额外的促进。它可以更有效,保持你的身体循环良好,可爱的含氧血液。但在人的平均寿命中,心脏跳动约25亿次。这是一个被抛出的数字,但这只是一个平均寿命,所以不要担心心跳耗尽!我不认为这是你需要担心的事情,当然要保持健康,因为你的心脏越强壮,你的身体就越好,你的寿命也会更长。

克里斯,我认为他提出的另一个观点很有趣,如果你做运动,是的,当你运动的时候,你的心率明显会上升很多来维持你需要的输出。但是因为你的健康得到了改善,心脏就会变得更大,以适应锻炼的方式,因此它可以跳动的次数更少,因为它在努力工作,因为每一次跳动都会泵出更多的血液。所以实际上,他的观点是曲线下的面积,它最终完成的节拍数尽管在练习中增加了节拍数实际上可能会更低。

维多利亚:对,绝对是这样,保持健康,锻炼心脏,让它更有效率,这当然是一件有益的事情。我不知道你是否在奥运会的最后几天看到了一篇很棒的文章,关于布拉德利·威金斯的心脏,以及它必须经历的惊人长度和它所建立的力量。他们把这个左心室描述为“桶状”,显然比普通人大几倍。所以,它显然对你的表现和长寿都有好处。

Chris -一个奥林匹克运动员的最大心率实际上比一个未经训练的,像我这样不健康的人要低,因为他们的心脏因为高强度的训练而变得如此之大,每一次跳动都能泵出大量的血,但同时,为了填满它需要更长的时间。因此,你不能让它跑得那么快因为它总是会被填满而受到限制。所以你的奥林匹克运动员的最大心率实际上比未经训练的人要低,但是他们实际上每分钟从心脏转移的血液量可能是30升,而像我这样未经训练的人如果幸运的话,每分钟可以转移25升。

我该如何解释我的猫的感受?

维多利亚:听起来泰迪是一只非常非常满足的猫,因为像这样仰面躺着是一种非常顺从的姿势,这意味着它非常信任你,迈克,真的很想和你在一起。你是族长。但是爪子的张开和闭合实际上是一种进食的刺激。所以当猫还是小猫的时候,它们正在吮吸妈妈的奶,它们会用爪子抓妈妈的脚,试图刺激哺乳。这个动作实际上刺激了乳汁的分泌。这就是你的猫在做的事情。这是一种反射动作,也是一种完全满足的表现,所以我认为你有一只非常快乐的猫。

迈克:它在等我,我起床时它就跑到客厅里,然后躺下来等我。

几年前,苏塞克斯大学的一位女士讲了一个故事。她的名字叫凯伦·麦库姆,当时她正在做一些与这个完全无关的事情,她总是在半夜被她的猫吵醒。它过去常常来抓门,说:“我需要关注”或“让我出去!”之类的话。她认为她可以探测到猫想要什么东西时呜呜声的细微差别,所以她真的录了下来,并把它带到实验室。她把猫的声音记录在电脑里,观察音频频谱,她发现猫的呼噜声在50到100赫兹之间,被300赫兹的周期打断。这和婴儿哭泣的频率是一样的,所以她推断,这是因为猫已经学会了插入你敏感的一面,模仿婴儿,这样你就会注意到它。

黑洞能失去足够的质量而不再是黑洞吗?

多米尼克-黑洞失去质量是有一个过程的随着时间的推移,在空间的真空中,粒子和反粒子会从空间的真空中跳出来,这是一个量子过程。如果这两个粒子中的一个,反粒子,落入黑洞而另一个粒子,实际质量粒子,没有落入黑洞那么你就得到了一个脱离黑洞的粒子。反粒子已经落入黑洞,并将与黑洞内的物质湮灭,这导致黑洞失去质量。

对于你在星系中心看到的天体物理学黑洞来说,这是一个非常缓慢的过程,这些黑洞是由超新星爆炸形成的。但如果你,举个例子,拿一个小黑洞——我之前计算过一个双层巴士大小的黑洞——这实际上是一个相当快的过程,一个双层巴士大小的黑洞在蒸发到真空空间之前只会持续1000秒。但很明显,真正的黑洞的质量大约是太阳的几百万倍它们失去质量的速度相对于它们拥有的质量来说非常缓慢。

所有的雷暴都有闪电吗?

克里斯:我认为,实际上,如果你要遇到雷暴,那就意味着你会听到雷声。所以如果你听到雷声,你听到的是冲击波,在雷暴中产生冲击波的原因是有什么东西把一小块空气加热到很高的温度。这使得空气以超音速膨胀,产生冲击波,然后通过空气向你袭来,就像荡漾的雷声。如果没有某种放电就不可能真正加热空气,这就是闪电。事实上,我认为当人们进行计算和测量时,闪电的温度实际上是3万摄氏度,是太阳表面温度的5到6倍。所以我不认为没有闪电就会有雷暴,因为你听不到任何雷声,因为某种东西,某种放电首先会导致雷暴发生。我认为这可能只是闪电被云层或其他东西掩盖了,你看不到它。

一只黄色的拉布拉多

当人类和狗说话时,狗能听懂多少?

维多利亚·吉尔回答了这个问题……

维多利亚:嗯,似乎狗狗能理解的单词数量有一个数字,我想有点像人类的词汇量,大约是200个。那是一只叫Rico的狗,它在2008年不幸去世了。但是里科在莱比锡的马克斯·普朗克进化人类学研究所进行了研究,他们在这方面做了很多工作,了解狗是如何适应人类文化和语言的。但这似乎是最大值,而且确实因品种而异。里科是一只边境牧羊犬,这是一种工作犬,它被培育和训练的能力是能够理解人类并与人类一起工作,跑羊并对人类的命令做出反应。所以这是一种被培育出来的东西,但是当你有一个品种,可能是为了他们的外表而培育的,他们可能会在智力上受到一点影响。

克里斯-当然,我妈妈养了一只狗。不幸的是,他现在也去世了,但他有一个特别的词汇他们说狗似乎能做的另一件事是——在里科的实验中——他们把他放在一个房间里,然后说,"从隔壁房间拿一个X类型的玩具"然后不把这个玩具包括在他知道名字的玩具中他会假设因为他不知道那个玩具的名字他被告知去拿东西但他不知道名字,那一定是那个,这和3岁孩子表现出的学习过程是一样的。它们能做到这一点是很不寻常的,但另一方面,考虑到它们是哺乳动物,所以我们有共同的祖先,这有那么令人惊讶吗?

维多利亚:太棒了。我认为这确实显示出了一定程度的适应能力,而且很快就被培育成狗——进入它们的繁殖系——它们可以应付与人类的这种交流。他们在这些测试中显示的另一件事是,狗和主人之间似乎有一种真正的联系。所以,狗所联系的特定的人更有可能完全理解这些命令,甚至对面部表情做出反应——狗的主人和它们认出那个人。

如果你暴露在真空的太空中会发生什么?

多米尼克:这是个有趣的问题,因为如果你读书的话,书里通常会告诉你这个人会在真空中爆炸。我思考这个问题有一段时间了,我不确定我是否真的相信,因为你经常在新闻中听到的是飞机在高空降压。几年前在澳大利亚有一个案例,一架飞机在大约4万英尺的高空飞行时出现了一个洞,而那里的压力只有地球表面压力的20%左右。也就是说80%的人会进入真空空间,飞机上的每个人都活了下来。人们通常能在飞机减压中幸存下来。这很不愉快,但你不会爆炸。所以,我猜你会很快昏倒除非你有氧气来源。空气显然会被吸出肺部,血液中的氧气会开始渗入肺部。你会得一种和潜水员得的弯曲病很相似的病,而且会很不舒服。但只要你能迅速恢复压力,你就能活下来。

冰会在寒冷黑暗的真空中融化吗?

克里斯:[在我们之前的问题中]你说你的体液在很低的压力下会沸腾,因此你会以气体的形式失去它们。如果太空中有一些冰,会发生什么?那也能煮沸吗?”

多米尼克-是的。其实“沸腾”这个词并不准确因为沸腾是从液态变成气态的过程。事实上,在极低的温度下,在黑暗寒冷的太空中,没有液态。你直接从固态冰变成了蒸汽。所以“sublime”这个词是指从固体变成气体,但是冰粒子倾向于升华成气态,是的。

在法国多尔多涅发现的一种双面石制工具。

13:44 -第一批伐木工

特拉维夫大学的科学家们发现并分析了一些了不起的石器时代工具,他们说这些工具是人类砍伐树木以清理农田的第一个证据,而且……

第一批伐木工人

特拉维夫大学的科学家们发现并分析了一些非凡的石器时代工具,他们说这些工具是人类砍伐树木以清理农田并将木材用作建筑材料的第一个证据。

在靠近耶路撒冷的一个名为Motza的新石器时代遗址,Ran Barkai和他的同事在许多其他迷人的遗迹中发现了燧石工具,这些遗迹可以追溯到公元前8600年左右。

在法国多尔多涅发现的一种双面石制工具。众所周知,石器时代预示着人类生活方式的一场革命——人们开始耕种、建立定居点并制造这些石器工具。但这项新的分析揭示了他们的工具制造是如何进化的,以及它如何影响人们的生活方式。

Barkai博士和他的团队使用了一种叫做“微磨损分析”的技术,仔细检查这些工具的磨损情况,以了解它们是如何被使用的。

这位科学家解释说,在新石器时代早期,人们发明了一种可以有效砍伐树木的新型斧头。他说:“这是人类历史上第一次出现这种工具。”

这些发现似乎证实,在新石器时代的第一阶段,村民们在以前用于木工的工具包中增加了重型斧头。他们开始砍伐森林,开垦田地和牧场。

“可持续的森林管理”,研究小组说,一直持续到石器时代。

Barkai博士说,这是新石器时代的人是“第一个伐木工人”的证据。

砍伐树木和真正利用森林的能力也与更永久的人类定居点的出现,甚至是人们建造的房屋类型的变化相吻合。

Barkai博士告诉我:“这把笨重而高效的斧头的出现与农业的实际转变以及从圆形建筑到方形建筑的转变非常吻合。”

“这不是巧合,因为人类的需求在这个时候发生了巨大的变化,而且仍在变化。”

艺术家对银河系的印象:恒星坍缩成一个扁平的圆盘

16:43 -暗物质离我们很近

本周发表在《皇家天文学会月报》上的一篇论文报告说,在我们的太阳附近发现了暗物质。

暗物质离我们很近

暗物质是一种神秘的物质,它本身不产生可见光,但天文学家需要它来解释星系旋转的惊人速度。

艺术家问题是星系旋转得如此之快,除非有强大的向内引力将它们聚集在一起,否则它们会被离心力拉开。在一个典型的星系中,所有恒星的总质量是不够的,因此可以推断,它们90%的质量必须以一种我们看不见的黑暗形式存在:暗物质。

但是在我们的太阳系中有多少暗物质,我们能探测到它吗?我们认为暗物质实际上非常少,因为暗物质平稳地分布在整个星系中,而像我们这样的行星系统是物质的微小凝聚——几个光小时的距离——与邻近恒星之间的巨大光年距离相比。

可见物质已经坍缩成恒星和行星系统,而暗物质则不能,因为它会失去引力能量——通过发光的方式将其耗散。

然而,苏黎世大学的西尔维娅·加尔巴里和她的同事们通过新的计算得出了太阳及其近邻周围暗物质密度的新测量结果。研究小组模拟了2000颗附近恒星的运动,以了解它们是如何受到恒星引力和周围暗物质的影响的。

艺术家对太阳附近的印象至关重要的是,这些恒星在星系盘中不是静止的,而是在盘中上下摆动。通过观察它们的运动速度,就可以计算出将它们拉回平面的力。

这篇论文的结论是,太阳周围大约80%的物质是可见的,其中20%是暗物质。这意味着,例如,在地球轨道内大约有500亿吨暗物质。这只相当于一颗直径1.5英里的小行星,而太阳系中有成千上万颗这样的小行星。

尽管如此,这还是超出了一些模型的预测。银河系的暗物质不仅平滑地分布在恒星中,而且据信它并没有像恒星那样坍缩成一个扁平的圆盘,而是保持着球形分布,从而进一步变薄。圆盘平面上如此高的密度表明,至少有一些银河系的暗物质实际上集中在它的圆盘上。

熨烫是如何工作的?

克里斯-从纯粹的物理角度考虑,如果你有一个非常热的铁,你有一个棉花,那么棉花是一种聚合物,聚合物是由许多长链分子组成的为了让分子通过或滑过另一个,它们必须振动。以橡胶为例,它在室温下是很有弹性的因为如果你使它变暖或者在室温下,分子就会晃动使它们很容易滑过彼此,排列整齐。所以你们的棉花很相似。如果熨斗加热,然后蒸汽熨斗,所以你也放一些水进去,那么水可能会帮助溶解一些盐,这些盐来自洗衣粉和颗粒之间的东西。它还提供润滑,热量增加了分子的能量,所以它们都在晃动。这使得它们可以很漂亮地从彼此身边滑过,排成一行,做成一件无折痕的衬衫。所以我认为这就是为什么熨烫工作的基本物理原理,因为如果你用同样重量的冷熨斗,甚至一些蒸汽,或一些水,它的工作方式是不一样的。你需要那个温度,不是吗?

为什么有些航空公司允许使用手机?

多米尼克-到目前为止,人们不被允许在飞机上使用手机的原因主要有三个。首先,有人认为手机发出的无线电波会干扰飞机的运行。其次,它实际上会给手机网络带来问题,因为手机是通过找出离手机最近的发射塔,然后连接到那个发射塔来工作的。现在,如果你在空中,你可以看到很多桅杆,而网络实际上无法决定连接到哪根桅杆。第三个问题是社交方面的问题在飞机上对着手机大喊大叫是很反社会的。

克里斯:在我坐的火车上总是有人这么做,他们似乎并不在意!

多米尼克:是的,但是当然了,由于引擎的噪音,你在飞机上和人说话必须要非常大声。事实上,手机干扰飞机的证据非常薄弱。当然,波音公司已经做了一些研究,研究了携带和不携带手机的飞行飞机,有一些非常微弱的证据表明,携带手机的飞机可能会发生更多的事故,但它太弱了,可能只是偶然。所以我认为大多数航空公司现在都不相信手机会干扰飞机,你可以通过在飞机上安装一个发射机来解决这个问题,这个发射机使用飞机自己的通信系统将你的呼叫路由到你正在使用的网络上。

克里斯-太棒了!谢谢你,多米尼克。我将在飞机上不受惩罚地使用我的手机,如果他们责备我,我会把他们介绍给你。

人脑矢状横切术

26:31 -阻止癫痫发作

科学家们想出了一种方法,利用电脉冲来阻止某些形式的癫痫发作。

阻止癫痫发作
纽约大学György Buzsáki

本周,科学家们想出了一种方法,利用电脉冲来阻止某些形式的癫痫发作。György纽约大学的Buzsaki领导了这项工作。这项研究本周发表在《科学》杂志上科学他现在和我们在一起。你好,乔治-。

György -你好。

Chris -首先,当一个人癫痫发作时到底发生了什么?

György -癫痫有很多种。我们使用的模型是与意识丧失有关的,所以你在开车时癫痫发作,你完全失去了开车的控制能力。

克里斯-好吧,如果我们要记录癫痫发作时大脑本身的情况,电上发生了什么?

György -在这种情况下,很容易识别,因为发生的事情是,许多神经元突然被奴役成一个共同的合唱。它们只是在各种同步放电中一起跳动,这些信号放电与膜电位变化的信号相对应,膜电位变化产生非常大的电流,甚至可以在头骨外测量到。

克里斯:所以,一旦一小群神经细胞异常放电,就会扩散到大脑的其他邻近区域,并在大脑中传播或回响,破坏正常功能。

György -没错。回响在这种缺席或全身性癫痫发作的情况下是非常合适的,因为在丘脑和新皮层之间有一种乒乓机制。丘脑发出一种信号,奴役新皮层的神经元,而新皮层的神经元反过来又发送一种强化模式,这种模式一直持续下去,一直持续下去。

克里斯-直到有人打破这个循环。那么当人们服用抗癫痫药物时,它是如何阻止这种情况正常发生的呢?

人脑矢状横切术György -嗯,这就是我们做这项研究的原因,因为为了阻止癫痫发作,你必须做一些激烈的事情来防止这种模式的发生。当然,这种神奇的药物只有在这种超级同步事件发生时才会产生影响。

克里斯:所以,你必须有效地抑制神经细胞的活动来阻止癫痫发作,但是当人们没有真正发作时,这将会对他们产生影响。所以理想的情况是有一种方法可以在癫痫发作时阻止它但不是一直都有,这就是你论文的出发点,不是吗?

György -没错。所以我们使用动物模型。幸运的是,这种特殊形式的癫痫有一个很好的啮齿动物模型,所以我们能够记录这些癫痫模式,每天发生数百次,所以我们可以做很多实验。我们不仅检测到这些癫痫发作,我们还检测到癫痫发作的每一个周期。这是一个临界点,因为打破恶性循环的方法就是一个循环一个循环地干预。例如,有节奏的癫痫发作是一种振荡,就像摆动一样。你可以通过抓住那个人来阻止秋千的摆动,这需要很多能量,或者你可以每次在这个人站起来的时候干扰秋千的循环。在这种情况下,它是非常小的能量。你可以达到同样的动作,最终,摇摆的节奏会停止。

克里斯:所以当有癫痫发作的迹象时,你给大脑注入一点电流。

György -所以我们使用了经颅电刺激,也就是把电极放在颅骨外,在我们知道大脑没有神经元放电的时候施加电流,这意味着我们可以干扰这种自我维持的反射模式。

克里斯:但是你是否只在病人或动物发作的时候才打开这个信号这样你就不会干扰正常的大脑功能?

György -所以我们只在癫痫发作的几秒钟内使用电刺激,从来没有在外面使用过。

Chris -换句话说,如果你只在动物发作时打开这个开关,这是否会阻止癫痫发作的进程从而减少动物适应的时间?

György -我们必须等到癫痫发作,这时我们才开始刺激。所以,我们的方法并不能预防癫痫发作。它缩短了它。

克里斯-那么,如果你把这个翻译给人类,它会起作用吗?

György -如果不是,我会很惊讶,因为原则是完全一样的。有一些技术上的挑战需要应用因为你从人脑外部传递到颅骨内部的信号要小得多在人类的情况下。所以,技术问题,电子问题更大,但它是可以解决的。

一个闪

31:11 -棕色水-行星地球在线

如果你曾经打开水龙头想要一杯清凉的水,但流出来的却是棕色的水,那么你就会知道这并不吸引人。尽管……仍然是安全的。

棕色水-行星地球在线
与格拉斯哥大学的苏珊·瓦尔登教授合作

克里斯-如果你曾经打开水龙头想要一杯清凉的水,却看到流出来的却是棕色的水,那么你就会知道这并不吸引人。

尽管饮用棕色水仍然是安全的,但在苏格兰部分地区和有私人供水的地方,棕色水是个问题。格拉斯哥大学的苏珊·沃尔德伦正在研究这种情况发生的原因。和行星地球播客主持人苏·纳尔逊去大学的水和沉积物实验室见了她,以了解更多……

Susan Waldron—当样品中溶解的有机碳浓度很高时,就会出现棕色,溶解的有机碳浓度越高,颜色就越深。溶解的有机碳来自排水系统周围的集水区的土壤,它们分解并产生进入溶液的物质,然后当我们从集水区土壤中移动水时,比如在降雨事件下,我们有碳进入集水区的运动。

苏·尼尔森-现在你这里有一些不同颜色的水样。我们在旁边放了一瓶矿泉水,所以很明显,我想没有办法把它放进去,可能是尿样,我想。

苏珊·沃尔德伦:我们认为它们更接近威士忌,但是,是的,颜色越深,溶解有机碳的浓度通常越高,在河流系统中,我们可以看到浓度高达16毫克/升的碳,它们真的是深棕色的样品。

一个闪苏·尼尔森-现在你得到的碳和棕色水的数量增加了吗?

苏珊·沃尔德伦:在英国,有一大批科学家非常了解碳进入集水区排水系统的过程,他们观察到,进入欧洲、英国和北美部分地区水体的碳量一直在增加,这已经发生了相当长的时间,大约20或30年。对此有多种相互竞争的假设,但最普遍接受的假设是,实际上,随着我们清理大气,我们减少了酸性沉积的数量,它促进了有机物质的分解,产生了溶解的有机碳,然后进入河流系统。所以,实际上,随着大气变得更清洁,水会变得更棕色。

苏·尼尔森——这似乎有悖直觉,不是吗?

苏珊·沃尔德伦-是的,但是硫酸盐沉积抑制了溶解有机碳的产生。

苏·尼尔森-对不起,你这话是什么意思?

苏珊·沃尔德伦-硫酸盐沉积是你的酸性排泄。好吧,当我们清理大规模工业制造产生的酸沉积时,我们正在清理大气,我们不会在土壤上沉积那么多硫酸盐,我们正在增加作为溶解有机碳产生的碳的数量。

Sue Nelson—但是我想,水公司必须花额外的钱来净化棕色的水。

苏珊·沃尔德伦:这是正确的,因为从美学角度来说,人们不喜欢喝棕色的水,它看起来很脏。我们把棕色和土壤联系在一起,因此我们认为我们的水被土壤污染了,如果水没有被净化,那么它的颜色可能也没有被净化。所以这就是为什么人们不想喝有色水的原因。因此,我们的水颜色越来越多这一事实给自来水公司带来了一个问题,因为他们必须在清洁水方面投入更多资金,他们还需要了解碳是如何到达净水厂的。所以,它是在一个持续的低水平,只是增加,还是在峰值,他们的设备实际上可以应对碳浓度的增加,如果它出现在峰值或没有。

苏·尼尔森-到目前为止你发现了什么?

苏珊·沃尔德伦:土地利用变化可以影响碳浓度的增加。我们很清楚,碳进入河流系统会产生非常强烈的水文反应,其中也有季节性因素。因此,我们知道,在夏末,当我们的景观具有更高的生产力,然后随后有机物的分解,我们应该进入一个更湿润的时期,当秋季汇水区开始再次湿润时,当我们有更强的降雨时,那时我们有最大数量的碳进入汇水区。但这是非常有趣的,因为随着温度的变化,我们的生产力水平可能会有所不同,而且在过去的几个月里,我们经历了有记录以来最潮湿的季度,很明显,水被输送到集水区的时间也发生了变化。因此,我们还不了解的是,在气候变化的情况下,碳是如何被输送到集水区的,这非常重要,因为这些公司需要更好地了解如何管理他们的资源,尽可能地净化他们的水。所以我们正在利用我们所知道的在集水区产生碳的过程,它是如何被输送到集水区的,然后试图了解在预计的气候变化下这些变化是如何发生的。

雨滴打在地上

为什么有些雨比另一些雨重?

Chris -如果你是《裸体科学家》的忠实听众,你可能还记得我们今年早些时候采访过一位先生,他发现了雨滴化石。

他去了南非,发现了一些火山灰,火山灰上有很多小点,他意识到这些是雨滴化石。

然后他去找了一些夏威夷的火山灰,把水滴滴进楼梯井里,然后计算出他能得到的点状图案,他就能试着计算出几百万年前这些岩石变成化石时地球的大气层是什么样子,根据夏威夷火山灰的撞击图案,把它推断回南非的雨滴化石。

他在做这项工作时所做的假设是雨滴在空气中会有一个最大的大小和速度,因为随着空气密度的变化,如果过去的大气密度和现在一样,那么你会期望雨滴的最大速度和大小,等等,都是一样的。这是一种非常有趣的研究方式。

基本上,当你有雨云时,你会有很多小的成核点。

在这些地方,云中的水蒸气会形成小液滴,这些小液滴会把水吸引到它们身上,然后它们就会达到一定的大小。它们会被上升气流支撑在云中——所以空气向上冲——上升气流越强,它在云中支撑的颗粒就越大,然后它们就会下降。

所以,如果上升气流很弱,那么粒子就不会变得很大在重力的作用下,它们对地球表面的吸引力会压倒上升气流,然后它们就会下降。

但是如果你有一些非常强的上升气流在大的风暴云中会非常强,它们会在相当大的液滴变得非常大之前支撑相当大的液滴很长一段时间,然后它们会倾泻而下。

光传播需要介质吗?

多米尼克:这与量子力学和狭义相对论这两种物理理论有关。100年前困扰物理学家的问题是光是粒子还是波。问题是,你可以把光的一些性质描述为像粒子一样,而把衍射和折射等性质描述为波状运动。物理学家们得出的结论是,事实上,两者是同时发生的。所以光是由我们称为光子的粒子组成的,但它也由电场和磁场的波组成,也就是电磁波。

问题是,这些波是像池塘顶部的涟漪一样通过某种介质传播,还是只是在真空中传播?

如果它们像池塘里的涟漪,那么如果你以某种速度相对于介质传播,那么你应该看到光以不同的速度传播。实验已经确定,光以光速传播,无论你在任何方向上以多快的速度传播。因此,这表明光没有传播的介质。

白手帕

咳嗽和打喷嚏哪个更容易传染?

维多利亚·吉尔回答了这个问题……

这其实是个有趣的问题!这一切都与你打喷嚏或咳嗽出的颗粒能传播多远有关。所以测量你咳嗽和打喷嚏的平均次数会很有趣。它们都是非常相似的过程,但它们来自呼吸系统不同部位的不同刺激。

打喷嚏会刺激你的鼻黏膜,也就是你鼻子里的皮肤,它会导致爆炸性的空气排出,从而保护你的呼吸道。如果有什么刺激的东西,你想要摆脱它,你的身体会反射出来摆脱它,类似于咳嗽来自内部气道,所以这是你的肺排出的空气。

我想说可能是打喷嚏因为那通常是一种爆炸性的排出,但这也取决于携带的疾病颗粒以及它们是否通过空气传播,因为如果你谈论的是肺结核这种空气传播的病毒颗粒那么它是极具传染性的。

无论你是咳嗽还是打喷嚏,你都不想靠近它!

一个满脸是汗的男人

为什么会有人老是湿着头呢?

克里斯:哇!那么,她的其他部位会出汗过多吗,还是只是她的头发?

凯瑟琳-不,其他地方都很正常,但不知道为什么,她总是在头发上出汗。去年我和她在一起,当时正在下雪,我说:“你能帮我个忙吗,你能把帽子摘下来几分钟吗?”然后就开始结冰了,我不明白为什么?

克里斯:不,这是一个谜,但这是一个非常有趣的问题,凯瑟琳。我只能认为这是多汗症的一种表现:Hyper意为“很多”,hidrosis意为“水”或“汗”。通常情况下,这影响到手。人们经常说他们的手出汗太多,这实际上是一种公认的医学疾病。

它是可以治疗的,其中一种治疗方法是中断控制颈部皮肤汗腺的神经供应。有一种叫做交感神经链的东西,这是一种神经通路,它携带交感神经,使出汗传遍全身,它们从脖子的顶部到手臂。如果医生在那里的交感神经链上做一个微小的损伤,就可以阻止他们手上的出汗。

但我还没有听说过这种情况发生在头部,而且人们有时会出汗过多还有其他原因,所以以防万一,我们有必要检查一下,做各种检查,确保没有遗漏任何东西。

艺术家对黑洞的印象

黑洞内部的温度是多少?

多米尼克:实际上非常热……

至少,黑洞的表面是非常热的,因为,当物质落入黑洞时,它被压缩到一个更小的空间:黑洞附近的空间比远离它的空间要少,所以物质被提升到巨大的压力和数亿度的巨大温度,这意味着它不会发出红光。它在紫外线和x射线下发光。

这就是我们如何探测到黑洞的存在,因为我们可以看到这种非常热的物质产生x射线,用x射线望远镜。

一旦它越过了视界,我们就很难知道在那之后物质会发生什么,因为我们看不到它,我们也不完全了解黑洞内部适用的物理定律。

果酱瓶

是什么让果酱凝固?

维多利亚·吉尔和克里斯·史密斯回答了这个水果问题……

维多利亚:这取决于你用的是什么水果。不同的水果中含有不同数量的果胶制作果酱的整个化学过程就是让水果中的果胶分解,变成水溶性的。然后再结合,所有的氢键将它结合在一起,在与果酸和糖的化学反应中重新结合,形成一个可爱的网络,形成凝胶,这就是果酱中类似果冻的物质。

所以你需要正确的化学反应,正确的果胶量,正确的果酸,正确的糖量这样你才能做出正确的稠度这样才能把果冻和果酱粘在一起,这样你就不会得到果酱。

Chris -果胶是怎么做到的呢?

维多利亚:果胶实际上是这个结构的支柱,使它保持在一起。它是一种长链碳水化合物,多糖。正是这些长长的,相互连接的,由氢键连接在一起的链赋予了水果的刚性,它会给你的果酱带来像凝胶一样的半刚性。但你得把它弄碎,这样才不会太硬。

如果你放了太多的果胶它就会重新组合成一种非常坚硬粘稠的形式,所以果胶太多了。如果你没有足够的水或者你煮的时间不够长,或者你没有达到平衡来实现化学反应,你就会在凝胶中得到这个脆弱的结构。它基本上是凝胶内部形成的晶格结构,可以很好地将它们固定在一起。

听起来她也用了商业果胶,这是一种额外的作弊手段,你可以用,但你需要控制好用量。你还可以使用其他的方法,比如你可以重新煮沸,加入更多的果酸,这样就会有更多的化学反应。所以你可以解决它。

为什么土星的光环没有聚集起来形成卫星?

多米尼克:问题是这种物质离土星太近了,它会感受到很强的潮汐力。我们知道,月球会在地球的海洋中引起潮汐,但同样地,地球也会在月球的岩石中引起潮汐,这也会发生在环绕土星运行的天体上。这个天体离土星越近,潮汐就越强,这些环离一个巨大的气态巨行星很近,所以它们能感受到强烈的潮汐。这意味着任何试图聚集在环上的东西,都会立即被潮汐力拉开。克里斯:所以基本上,有一些小卫星,但它们很难存在,因为它们会被撕成碎片。但是那些确实存在的卫星呢?因为,假设木星周围有一些非常大的卫星,土星也是如此。它们没有被拉开。那么,它们最初是如何稳定下来的呢?多米尼克:现在,我应该说,这一点还没有得到很好的理解,人们正在研究这个问题。 I think the current thinking is that those moons must have formed further out in Saturn's system and then they must've migrated in as a result of exchanging energy with other moons. Chris - Because they stretch and bend quite a bit, don't they? I mean, if you look at some of the moons around Saturn - Enceladus, for example, squirts out materials into space because it's being stretched and deformed as it goes around in the gravity field.

多米尼克-没错。有些卫星的潮汐力非常强,它们实际上具有反重力作用。所以,潮汐的相互作用比把卫星拉到一起的引力更强——就像围绕火星运行的火卫一和火卫二一样。

通过照相机镜头从地球表面看到的太阳。

制造维生素D和人体光合作用类似吗?

我们向萨里大学的Laura Tripkovic博士和格拉斯哥大学的Richard Cogdell教授提出了这个问题:

劳拉:我们需要维生素D来维持我们的骨骼,并确保我们从饮食中吸收足够的钙。太阳辐射是人体维生素D的主要来源之一,它可以穿透被称为表皮的皮肤层,同时有一种叫做7-氢胆固醇的化学物质,通过紫外线可以观察到,它会产生维生素D前期分子。因为皮肤很热,维生素D3会自发地转化为维生素D3维生素D3会离开皮肤,被推入毛细血管系统,进入你的血液系统,所以它可以被激活和使用。

汉娜:所以,人类皮肤确实通过光化学反应产生维生素D。这个过程与植物叶绿体中的光合作用有多相似?植物叶绿体利用太阳光将二氧化碳转化为氧气和碳水化合物。

我叫Richard Cogdell,是格拉斯哥大学植物学胡克教授。在维生素D的产生过程中,触发或驱动该反应的光的波长是紫外线。所以如果你在太阳下呆太久,这种波长会灼伤你。驱动光合作用的光的波长是在光谱中产生蓝色和红色区域的波长,因为它是被叶绿素吸收的光。所以,光合作用不是由紫外线驱动的。它是由光谱中蓝色和红色区域的可见辐射驱动的。

汉娜:那么在冬季,当照射到英国的所有波长的阳光强度都下降时,会发生什么呢?植物进入休眠期,使用在夏季储存的剩余碳水化合物,但我们人类会发生什么呢?回到劳拉身上。

劳拉:在英国,我们只能在4月到9月之间才能吃到维生素D3。我们可以在太阳下晒10到15分钟,每周三次,就在你的脸周围。你不需要脱光衣服,这会让你熬到初秋。我们现在知道维生素D的半衰期大约是一个月。现在有一些饮食来源可以在冬季维持你体内的维生素D水平,比如油性鱼类,比如沙丁鱼和鲭鱼,鸡蛋中也有一点,如果你喜欢香菇,也有一点,早餐麦片、牛奶、豆浆等食物中也有一点。但你需要检查标签,看看它们是否真的在里面。

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