问答:登月和制造药物

为什么宇宙的大部分不能通过望远镜看到,我们能将大气中的二氧化碳商业化吗
2021年9月28日
提出的克里斯•史密斯

月亮

月亮

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在本周的节目中,是问答时间!今天的节目内容包括:我们可以从太空中看不见的测量中学到什么,科学家如何发现由植物制成的潜在新药,以及为什么绿色能源对消费者来说可能更昂贵……是的,我们正在回答你发来的科学问题!我们召集了最优秀的专家来帮助弄清这一切:气候研究员艾拉·吉尔伯特、气候经济学家格诺特·瓦格纳、民族植物学家卡桑德拉·夸夫和公共天文学家马修·博思韦尔……

在这一集里

一座漂浮的冰山。

斯科特船长还能认出南极洲吗?

气候变化正在重塑我们的环境,但影响有多大呢?

斯科特船长还能认出南极洲吗?

艾拉·吉尔伯特带领我们进行极地探险…

埃拉:只要你能认出一个看起来非常相似的广阔大陆,也许。例如,大块的冰架已经脱落,覆盖南极洲周围海洋的海冰数量每年都有很大的变化。1995年和2002年,我们在南极半岛失去了两个完整的冰架,这是一个突出的地方,很多冰架经常有巨大的冰块脱落,变成巨大的冰山,环绕着大陆。但就陆地上的东西而言,我想说它们可能看起来相对相似。

大片的白色?

艾拉-是的。

工业用地的烟雾排放和空气污染。

05:23 -我们能把大气中的碳用作食物吗?

二氧化碳的短缺可能会影响食品工业,我们能否利用大气中多余的碳呢?

我们能把大气中的碳用作食物吗?

气候科学家艾拉·吉尔伯特和地球工程师格诺特·瓦格纳参与了讨论。

这周你可能一直在看英国的头条新闻,由于二氧化碳的缺乏,粮食生产明显面临压力。听听这个……

新闻读者-由于天然气价格上涨,提赛德的两家大型化肥厂关闭,这一威胁随之而来。二氧化碳是施肥的副产品,整个食品和饮料行业都能感受到供应限制。

关于这个问题,科妮莉亚想知道为什么二氧化碳的短缺会导致食品供应链出现问题?与此同时,我们不断被告知大气中有太多的二氧化碳。我们的东西太多了。这是怎么呢

艾拉,我知道这有点让人挠头,不是吗,你可以同时有太多的二氧化碳和太少的二氧化碳。首先,二氧化碳排放是气候变化的主要原因。二氧化碳是一种温室气体。它在大气中形成,这使它成为一个问题,这就是为什么我们不断被告知我们需要减少二氧化碳的排放,这样我们就可以减少对环境的影响。当我们想到食品工业时,它有各种不同的用途。这是针对碳酸饮料之类的东西,还有我这周才知道的,针对杀猪。这些用途需要大量的二氧化碳,你必须制造它。许多这些植物将其作为其他过程的副产品,比如肥料。大气中二氧化碳的浓度相对较低。目前,每100万份空气中就有420份二氧化碳。 To actually concentrate that CO2 would actually be very challenging because we don't have the sorts of geoengineering techniques that I'm sure Gernot will be talking about later, like carbon capture, to actually distill them into a really concentrated form.

克里斯:一个重要的来源是甲烷,天然气,不是吗?我们把它的氢带走,把里面的碳变成二氧化碳。格诺,这似乎有点矛盾。当我们认为我们在努力摆脱二氧化碳的时候,为什么我们不能利用我们在大气中的物质呢?我们被告知,自工业革命以来,我们已经大大增加了大气中的二氧化碳含量。如果那里有那么多,为什么要把它夺回来这么难?

就在我们说话的时候,第一个这样的示范工厂正在运行。这是一家瑞士初创公司,一家瑞士公司,在冰岛运营,从稀薄的空气中提取二氧化碳并将其浓缩。每吨二氧化碳的成本大约是1000欧元,如果你从很多不同的角度来看,这是令人难以置信的昂贵,坦率地说,这对食物来说是不划算的,太贵了。但是成本只会下降——你需要从1000个开始到最终的100个,以此类推。这项技术确实存在,只是太贵了。

克里斯-它是怎么工作的?

Gernot -从某种意义上说,从化学意义上说,它实际上是在逆转我们燃烧化石燃料并释放二氧化碳的过程。单是这一点听起来就非常昂贵。这家瑞士初创公司在冰岛开展业务是有原因的。为什么?因为有很多便宜的地热能,便宜又低碳,零碳。这些都是这个过程中的关键因素。

克里斯:那事情就这样发展下去了吗?你认为我们最终要做的是把二氧化碳清除工厂放在我们目前看到的能源浪费的地方,比如热岩石和火山,在某些国家,他们未来的增长工业实际上可以把二氧化碳从大气中抽出来然后把它变成东西?

格诺特——希望如此。有太多的人从地下开采化石燃料,赚了太多的钱,他们正在燃烧它们,当然,要明确的是,这个过程本身是有用的,它提供了能量。但现在我们有更好的方法,更便宜的方法;太阳能光伏发电是历史上最便宜的电力形式。有更好的办法,我们应该停止燃烧化石燃料,大气中已经有太多的二氧化碳了。我们应该,坦率地说,在某个时候,我们将会付出代价,把二氧化碳排放出去。

发芽的幼苗

10:04 -气候变化如何影响草药?

随着气候的变化,药用植物会发生什么变化?

气候变化如何影响草药疗法?

民族植物学家Cassandra Quave解释了药用植物是如何处于危险之中的……

克里斯-卡桑德拉,你到处寻找有药用价值的植物。你可以先问问当地人?

卡桑德拉:是的,当然。这是民族植物学家了解植物用途的主要方式之一,就是通过采访当地人或查阅历史文献。我们查阅了自1600年以来世界各地植物使用的记录

克里斯:有一件事让我很担心,你正在做这项工作,但由于气候变化的影响,当地人所知道的植物可能不会在那里太久了

卡桑德拉:当然。当谈到气候变化对许多这些植物的可用性的影响时,我们正面临着全球范围内的危机。我可以给你一些统计数据。我们知道地球上大约有374000种植物,其中大约9%被人类用作药物。当我们想到西方的植物性药物时,我们通常会想到草药茶或膳食补充剂或这些商业化的版本。事实上,全球有数十亿人依赖植物作为他们的主要药物。他们通过在开花或结果的旺季在野外收获它们,然后在家里储存一整年,或者在花园里种植。对于那些野生收获的植物来说,随着我们看到生态系统受到影响,挑战正在增加。当你想到最佳气候带,不同植物生长的最佳海拔点时,随着气候变化和环境因素的侵蚀,当植物向上迁移时,你开始用完山。是的,供应有一些严重的问题。

Chris:我在某个地方读到,在普通医生的包里或普通医院的处方中,排名前十的药物中,有三分之一的药物直接来源于自然界和植物

卡桑德拉:当然。世界卫生组织有一份清单。它被称为《世界基本药物卫生清单》。如果你仔细看一下这个列表,你会看到很多我们今天用来治疗癌症、心脏病、疼痛、疟疾、感染等各种疾病的药物的例子,这些药物中使用的化学物质和许多病例的结构蓝图最初都是从植物中提取的。

为什么植物需要抗疟疾药呢?举个简单的例子,它在植物里做什么?同样的分子,当你把它放入我们体内帮助治疗疟疾时,它在植物体内的作用不同,这只是运气吗?还是有一些共同的特征,所以植物制造这些东西是为了避免我们遇到的同样的问题?

卡桑德拉:首先,我们必须树立这样的观念:植物是地球上存在的最好的化学家。它们产生了大量惊人的化合物。即使在一片叶子组织中,你也可能有数百个不同的分子。其中一些分子对光合作用过程和简单的生长和繁殖很有用。但其中很多是我们所说的次生代谢物。这些化合物是植物用来保护自己免受害虫和食草动物的侵害,这些食草动物在咀嚼叶子时有点太贪婪了。任何一种吃得太饱的动物,植物都能改变它们的新陈代谢。实际上,它们可以在叶子中产生更高水平的有毒化合物,以阻止或击退伤害它们的其他生物。在同样的意义上,它们可以释放出吸引传粉者和种子传播者的化合物。我喜欢用尸体植物的例子。 I don't know if the audience is familiar with that, but this is sometimes in botanical gardens and they call it Mr. Stinky, it's a titanarum. When it blooms, it has this amazing smell of a rotting corpse.

克里斯-我喜欢你说这话时艾拉的表情!说了这么多,但剑桥大学确实有一个。它们不常开花,对吧?花了几十年的时间,这棵树才大到可以开花,显然它的气味真的很值得一写。

卡桑德拉:没错。它们在印度尼西亚的野外被发现。我曾经在森林里遇到过一棵,不是开花的,而是叶子状的。看到它真是太棒了。我觉得自己是个粉丝。它提出了一个问题,为什么玫瑰闻起来像可爱的玫瑰?为什么这钛闻起来像腐烂的尸体?这一切都归结于那些化学信号。它们有不同的传粉者。不同的生物需要来到它们身边,因为植物是无根的,它们不能站起来远离威胁,也不能去寻找它们需要的资源。 They rely on these chemical signals to really recruit or repel other players in the ecosystem.

Chris -很棒的东西,Cassandra,非常感谢。

登月

16:42 -宇航员还是漫游者?

美国国家航空航天局宣布了一项重返月球的计划,并提出了一项载人登月任务

宇航员还是漫游者?

剑桥大学的公共天文学家马修·博思韦尔(Matthew Bothwell)主演了这部电影,并解释了为什么月球可能在下个世纪成为我们宇航员更常见的目的地……

在过去的几天里,美国宇航局宣布了另一个探测器的着陆点。有趣的是,这个将被称为毒蛇,它将前往太阳系中最冷的地方之一,马特?

马修-月球的阴暗面

克里斯-这就对了。不只是一张pink Floyd的专辑。它是月球的南极。那就是他们要去的地方。计划在2023年。不过,这并不是美国宇航局唯一一次对我们最近的太空邻居的尝试,因为他们打算在2024年让另一名宇航员登陆月球表面。这引起了乔尔的思考。他说:“关于重返月球有很多讨论。那我们为什么要回去呢?为什么我们不能派个火星车去呢? Why send a human?'

这是一个很好的问题。我认为有一个短期和长期的答案。在短期内,把人而不是机器人送上月球是有用的,因为你能远程做的事情有限。人类真的很擅长适应和灵活,对当下的事情做出反应。如果你注意到地平线上有一些有趣的东西,或者你的实验中有一些月球尘埃想要清除,那么对人类来说,整理这些东西是微不足道的。你可以把实验上的灰尘擦掉。如果一个机器人没有专门设计来解决这些问题,它就会遇到一些真正的困难。有些繁琐的工作机器人做得不太好。例如,即使到今天,我们也不知道月球内部的热量是如何扩散到月球表面的。这是因为阿波罗任务中的宇航员试图钻孔,而他们的技术不是很好。 They had trouble drilling holes. It's just too fiddly a job for a robot. We're going to have to send a person there to do it that way.

为什么我们对重返月球感兴趣?我们现在不是有更大的星球上的鱼要炸吗,比如火星?

马修:我们当然有,但我认为,要想炸那些行星鱼,第一步是在下个世纪登上月球。我们想要探索整个太阳系。我们要去火星,这只是个开始,对吧?我们想要超越火星,探索我们所有的宇宙家园。我认为人类的登月任务是一个伟大的试验场,我们将需要在此过程中帮助我们的所有技术。在火星的环境中测试设备是非常困难的,但月球基本上是在太空的隔壁。这是我们即将到来的冒险的第一步。

克里斯-这是一个起点吗?因为有些人推测我们在月球上建一个基地,然后从那里去其他地方要容易得多,而不是必须离开地球进入太空,然后再去下一个目的地?

马修:没错,地球是个大星球,对吧?我们正坐在一个非常深的重力井的底部,这就是为什么你需要一个如此巨大的火箭发射到太空。月球表面的重力大约是地球表面重力的六分之一。从月球进入太空要容易得多。我们正在建造这些永久性设施,比如月球基地,那将是一个围绕月球运行的空间站,有点像国际空间站,从那里进入太空,而不是从地球进入太空,在未来会容易得多。

克里斯-你知道他们要在哪里建这些基地吗?我们能从地球上看到它们吗?大概他们会希望他们站在我们对面,这样我们就可以很容易地与人交谈,因为如果他们站在另一边,他们就不会这么容易地与我们交谈了!

马修:对,没错。任何有人居住的基地都将在月球的近侧,所以它可以用无线电与地球联系。我们也有理由去月球的远端。有人计划在月球的远端建造一个射电望远镜,那里将是太阳系中最安静的地方之一,因为在射电望远镜和嘈杂的地球之间可能有数千英里的岩石。在探索遥远的宇宙方面,我们可能会去遥远的那一边。总的来说,我认为我们将来会对月球进行更多的探索。

Chris -用你的一个大望远镜,做你的公共天文学家的工作,你能看到这个聚落吗,还是它太小了?

马修:我觉得他们计划的定居点规模太小了,但你永远不知道未来会发生什么。如果人类最终在月球上永久定居,那么在50年,100年后,它真的会开始变得相当引人注目。

克里斯-小心,你可能会让马特盯着你未来的月球居民。

温度计

20:55 -我们应该相信旧的气候测量吗?

几个世纪前的数据对于模拟气候变化很重要,但我们应该相信它们吗?

我们应该相信旧的气候测量吗?

雷丁大学的艾拉·吉尔伯特向我们揭示了旧气候数据的真相……

艾拉-这是个好问题。一般来说,在气候建模中,我们试图尽可能多地整合真实世界的数据,以获得当你按下模型时的最佳情况。人们收集温度测量数据已经有很长一段时间了。所以这是我们可以测量的第一件事。但自19世纪和20世纪以来,技术已经有了很大的进步,当时使用的是相对粗糙的测量技术。例如,使用玻璃水银温度计。我最喜欢的一个统计数据是,在20世纪40年代之前,为了测量海面温度,人们会把一个桶扔到船上,拖上来一桶水,然后把温度计插进去。所以你可以想象,在从海洋上升到船舷的过程中,它可能会改变一点温度。

所以不是最准确的,而现在我们有不同的技术:我们可以使用水下浮标和机器人来收集数据;现在我们有自动气象站,可以记录温度等。所以它变得不那么老派了,我们收集温度测量数据的方式也发生了变化。所以我们记录这些温度的站点:他们可能会移动,他们可能会改变一天中的时间,当他们收集观察结果时,所有这些事情实际上都会对记录的值产生影响。当测量的方式发生变化时你可以得到阶跃变化。所以你必须对所有这些因素进行调整,有一些算法是由比我更聪明的统计学家设计的。我认为他们称之为同质化过程,这解释了我们看到的当一个站点移动或它改变收集信息的时间时的阶跃变化。

有几个大型数据中心整理这些长时间序列,并将其输入气候模型。其中之一是伯克利地球,东安格利亚大学气候研究中心有一个,美国宇航局也有一个。所有收集这些温度记录的大型中心都有不同的方法,但本质上是一样的。如果我们考虑改变我们收集数据的方式,原则是你可以假设气候变化在区域范围内大致相似。所以如果你在一个站看到一些非常戏剧性的跳跃,你可以假设这与仪器的变化有关,而不是气候的突然变化。

克里斯的观点是,我们的前辈,也就是过去的科学家,对事物的记录可能比我们今天记录得更不准确,也可能更不精确。可能会有一些变化,但趋势是你的朋友,因为如果他们一直这样做,他们一直有点偏离,重要的是信号变化,而不是绝对数字?

艾拉-没错。在过去的几年里总是会有更多的不确定性,因为首先,进行的测量更少,我们知道技术稍微不那么精确。

天上的云

25:17 -解决气候问题会影响观星吗?

粒子可以被发射到大气中来冷却地球,但代价是什么呢?

解决气候问题会影响观星吗?

纽约大学的Gernot Wagner解释了火山如何为气候变化解决方案提供灵感,并在剑桥大学的Matthew Bothwell的帮助下考虑了这是否会导致意想不到的后果……

格诺特-也许我们应该到外面去。

克里斯-不,别这样。我们需要录制这个节目。

格诺特-但要明确的是,这可能是太阳能地球工程可能产生的最小影响或风险之一。我的意思是,它可能会在不知不觉中改变天空的样子。

克里斯-你想告诉我们你会怎么做吗?假设你想给地球降温,又快又安全,你会把什么放在哪里?

格诺特——火山的作用是这样的:1991年菲律宾的皮纳图博火山爆发,1992年全球平均气温比没有那次火山爆发时低了大约半摄氏度。如果你把微小的反射粒子扔到平流层,扔到平流层下层,在赤道附近的某个地方,这些反射粒子在几周内就会在地球周围扩散,在几个月,一年,也许一年半的时间里,把阳光反射回太空。

克里斯-但这些粒子是什么?因为很明显火山正在释放硫。例如,你可能会遇到酸雨,不是吗?显然你是拆东墙补西墙,因为你会有一个更冷的星球,但你会溶解地面上的一切。那么我们怎么才能安全地做到这一点呢?

Gernot -硫酸盐气溶胶-通常这是最突出的例子。现在你不会遇到酸雨,原因很简单,在平流层没有云。所以尽管太阳能地球工程有很多问题,使世界海洋酸化的程度甚至比我们已经做的还要深……我要说清楚,我们通过向大气中排放二氧化碳来达到很多目的,这是一个真正的问题。不,太阳能地球工程并没有解决这个根本原因。但是,确实有很多很多的未知,很多很多的不确定。坦率地说,关键是我们应该做研究,对吧?没有一个明智的人会呼吁真正部署这些。现在我们不应该这样做,我们应该做的是弄清楚它是否能发挥作用,就目前而言,它的好处是巨大的,比如降低全球平均气温,它们是否真的超过了成本、风险和不确定性。

克里斯:难道天文学家没有非常巧妙的方法来减去大气中的波动吗?所以当光线穿过大气层时,它会导致星星闪烁——星星看起来像在闪烁,因为光线在穿过大气层时是弯曲的。你就没有聪明的变通办法来解决这个问题吗?

马修-是的,我们当然需要。天文学家用“看见”这个有点愚蠢的词来指代光线穿过大气层时所产生的这种闪烁弯曲的现象。是的,我们确实有聪明的方法来处理它。基本上我们要做的就是做一个大气模型——我们生活在一百英里的湍流潮湿气体之下——如果我们能理解湍流在做什么,那么我们就可以把它减去,看得更清楚。我们在进入太空时遇到的很多问题并不是光在穿过大气层时的弯曲扭曲,而是特定波长的光被阻挡甚至淹没了。“星链”项目,也就是埃隆·马斯克将一堆卫星送入太空并向全世界广播互联网的计划,这对射电天文学来说可能是灾难性的。因为有了这些东西,就像把一堆手机或互联网路由器放在轨道上一样。地球上的任何射电望远镜都可能受到来自外太空的这些信号的轰击。如果是为了一个好的理由,你可能很难拒绝。夜空非常美妙,显然天文学很重要,但如果要在天文学和应对气候变化之间做出选择,我想我知道我会站在哪一边。

测试

32:18 -秋季测验:改变的时刻

季节在变化,所以我们向我们的专家询问有关变化的问题

秋季测验:是改变的时候了
埃拉·吉尔伯特,雷丁大学;格诺·瓦格纳,纽约大学;埃默里大学Cassandra Quave;马特·博思韦尔,剑桥大学

我们本月的团队是大气气候科学家艾拉·吉尔伯特和天文学家马特·博思韦尔,以及气候经济学家格诺特·瓦格纳和民族植物学家卡桑德拉·夸夫。

Chris:和以往的节目一样,我们想要暂停一下,用一个小测验来测试我们小组的勇气。当然,你们在家也可以尝试一下,看看你们的大脑是否比他们的大,因为你们每个人,这周都在为一个又一个奖项而竞争。你要赢得的是《裸体科学家》的“本周大脑大奖”。所以会有两组,一组是艾拉和马修,二组是卡桑德拉和格诺。现在这个测试有三轮,我们鼓励大家互相交流,因为每个小组都会有不同的问题。所以一定要在你们之间进行讨论,确定你们认为的答案是什么。我们不会像你考试时的数学试卷那样,根据你的工作表现来打分。但我们还是喜欢听。对于在家的观众来说,这是你们的机会,看看你们是否能智胜我们的小组成员。

现在因为季节在变化,在北半球,我们即将进入秋天,我们认为测试的一个很好的主题是“变化”。让我们先来看第一轮:“太热了,难以处理”。这是温度的变化。第一个问题,这些元素中哪一个会在你手里融化?是A)镓B)溴还是C)汞?

马特-我认为溴在室温下是一种气体。所以不会是这样。

艾拉-我可不想碰水银。

马特-从我的记忆深处,它可能是镓。我不确定我有超过50%的把握。

艾拉-那比我更确定。

克里斯-这就是你想要的吗?

艾拉-是的。为什么不呢? !

克里斯-是的。做得很好。它是镓。镓是一种软金属。和大多数金属一样,它是银色的,在高于29.76°C的任何温度下都能融化成液体。当然,你的体温在37摄氏度左右,这意味着你的手的温度能够融化镓。溴和汞在室温下就已经是液体了,所以如果你把它们拿在手里,除非它们一开始很冷,拿起来很不舒服,否则它们不会在你手里自然融化。没错!给马特和艾拉一个。

Chris -第二组:Gernot和Cassandra,这是你的问题。俄罗斯的维尔霍扬斯克是地球上气温最高和最低记录相差最大的地方。是A) 66°C, B) 86°C还是C) 106°C?你觉得呢?

格诺:好的。所以100有点高,对吧?从- 40到+ 60。这听起来不太对。那么中间这个呢?

卡桑德拉-是的,我同意。我们就这么办。我们选中间的。

克里斯-你的方向是86度。恐怕不是,答案是106。维尔霍扬斯克是一千多人的家园。它在不同时期保持着最热和最冷的记录。因此,它有最宽的温度范围。记录显示,在某些情况下,气温高达38°C,而在其他情况下,气温则高达-68°C。所以166°C。

艾拉-我一路上都坐在那里因为我知道。

克里斯-哦,这就对了。现在你知道我们为什么不让你做二队了吧!

热诺:看起来很热!

卡桑德拉-我在想他们的衣橱?什么样的衣服?我是说,你要怎么为那样的一年做准备?

艾拉-两个衣柜!

克里斯-你需要两个衣橱,没错,艾拉。正确的。把艾拉和马特交给你。你的问题:鲑鱼以在秋天从海洋逆流而上游到它们的产卵床而闻名。这是一个叫做鲑鱼游的比赛,但是红鲑鱼在弗雷泽河上迁徙的平均速度是多少呢?是0.9公里/小时吗?是每小时2.4公里吗?还是6.8公里/小时的高速?你觉得呢?

马特-我觉得这就像一个巨蟒剧团的问题。

艾拉-真的!这取决于河水有多快!我觉得可能是中间那个。

马特-是的。就像只基于直觉,把数据扔到地图上,中间的那个…

埃拉- 6公里/小时很快。

马特:这是相当快的速度。

快的鲨鱼或金枪鱼可以达到60或70公里/小时。

艾拉-是的,但这是平均水平,对吧?它们会像上坡的急流一样吗?这是你在自然医生那里经常看到的,不是吗?熊扑向他们。

马特:是的,比走路的速度快,对普通人来说似乎快。

克里斯-马特的速度更平稳,每小时2.5公里。这就是你的答案吗?

马特-我在想象一条冰凉的鲑鱼顺河而下,你知道吗?

克里斯-公共天文学家说2.5公里/小时对鲑鱼来说似乎是一个稳定的速度。你说得很对。是的。实际上是每秒66.75厘米。已经证明,如果你是一条红鲑鱼,最有效的旅行速度是1.8公里/小时,但如果你错过了庆祝活动,不能及时到达产卵床,这就行不通了。这就是为什么它们游得不那么镇静,时速2.5公里。

克里斯-卡桑德拉和格诺,回到你身边。你的问题是:火星绕太阳的轨道比我们在地球上的轨道长。马特,你会知道为什么你没有得到这个问题。这意味着火星上的季节更长。用最接近的整数表示,火星上的季节有多长?它们是A)地球上的两倍长,B)三倍长,还是C)四倍长?

卡桑德拉-我不知道。我想知道火星离地球有多远?也许这能帮上忙。我知道它真的很远!

马特-迈尔斯的倾斜度几乎和地球完全一样。所以它有季节也是出于同样的原因。

卡桑德拉:太好了。我们可以打电话给朋友吗?我想要马特!

克里斯-马特恐怕帮不了你的忙!

等等,所以其中一个选项是两倍长,对吗?

克里斯:你有两倍的时间,三倍的时间,或者四倍的时间。你觉得呢?

Gernot——两倍长。

克里斯-你要去两次。你同意吗,卡桑德拉,你要去两次?

卡桑德拉:我们选两次

克里斯-正确!一个火星人的寿命是687天,几乎是地球年的两倍,所以四季的长度大约是地球年的两倍。正如马特所说,火星的倾斜度与地球大致相同,这就是为什么它有季节,因此它们也大致与地球的季节成比例。

格诺特:这就是埃隆(马斯克)想去那里的原因,只是为了让每年的时间都延长一倍吗?

克里斯:问题是你回到家,你只老了一半。如果你相信,你什么都相信。

克里斯-对。三。这一轮被称为“时间的变化:它过得如此之慢”。问艾拉和马特。在在线交流的时代,掌握不同的时区是很重要的,但在过去的几年里,没有人真正为了缩放呼叫而对它们做出任何重大改变。但2011年的情况并非如此,当时哪个岛屿决定跳船,从他们的日历上跳过一天,受害者是12月30日,跳过国际日期变更线,成为第一个看到那一年的新一天和随后的新年的国家之一,当然,而不是最后一个。是萨摩亚、斐济还是汤加?

艾拉,我记得发生了这件事但我不记得是哪一个了。

马特-我也一样。我最近在YouTube上看了一个关于这个的视频,因为他们想和澳大利亚做生意,对吧?因为我认为问题是,对岛屿来说是周五,而对澳大利亚来说是周六。所以他们不能和他们做生意。

艾拉-我知道为什么这是个问题。我觉得不是斐济。我不喜欢。我不是基于任何合理的理由。这只是萨摩亚人的直觉,但是……

马特-是的。那就跟着你的直觉走。

克里斯-这是一个很好的决定!这是萨摩亚!做得很好。这条日期变更线横跨太平洋。从字面上讲,它将一天与另一天分开,美属萨摩亚在日期变更线的东侧,这意味着这两个地区相隔整整一天,尽管它们之间只有30英里。我很高兴地说,这让你们处于无懈可击的地位,马特和艾拉。对卡桑德拉和格诺来说,这确实意味着连胜,但对你来说,这周就不一样了,但我还是要问你最后一个问题,因为这是你部分挽回自己的机会。

克里斯-我希望你了解考拉。当考拉出生时,它大约有软糖那么大。它没有毛,没有耳朵,也看不见。但是考拉的怀孕期有多长呢?换句话说,它怀孕多长时间?7-14天,28-35天,还是63-70天?你觉得呢?

卡桑德拉:好的。我们想一下。我觉得它们太小了,对吧?他们在外面成熟了……

Gernot -是的。更短,我相信,但坦率地说……我妻子是人类妇科医生,所以我不能…中间那个是什么?

克里斯:7到14天,28到35天,或者63到70天。

卡桑德拉-我是说,你从一个小牢房变成一个足够大的地方。我认为至少需要28天。正确的。想要长到足够大的体型以便在室外生存。

格诺:28到35人获奖?

卡桑德拉-是的。是的。我想是的。

Chris -这是一个很好的决定,因为这是正确的答案。是的,28到35天。做得很好。不幸的是,你不是本周“裸科学家大脑大奖”的获奖者,因为这个荣誉属于艾拉和马特。让我们为他们鼓掌。干得好,伙计们。优秀的时间和变化知识展示。

绿色盆栽植物。

41:51 -植物能解决抗生素危机吗?

民族植物学有办法对付耐抗生素的超级细菌吗?

植物能解决抗生素危机吗?

民族植物学家卡桑德拉·夸夫告诉克里斯·史密斯植物必须扮演的角色……

卡桑德拉:我的意思是,我们有几个问题确实刺激了抗生素耐药性。其中之一是滥用我们现有的抗生素,不仅在临床上过度使用,而且在农业中大量使用。所以我们需要解决这个问题。我们还需要研究开发抗生素的经济模式。但我们关注的主要问题是如何帮助填补这一渠道。我们需要新的分子,但我们也需要新的方法来处理感染。这就是我认为传统医学可以提供一些重要线索的地方,因为即使在我们自己的工作中,我们发现治疗师并不总是用杀死细菌的植物产品来治疗感染。一个很好的例子就是我们对胡椒树和栗子的研究。这些是用来治疗伤口的,但它们对细菌没有生长抑制作用。相反,它们关闭了细菌造成伤害的能力。 So I think from my perspective, yes, plants have a lot to offer in terms of novel chemistries. And they may actually open the doors to new ways of dealing with these infections.

克里斯:那很有趣。所以不是直接杀死它们,而是让它们变得有些无力这样细菌就不那么容易致病了这对身体有帮助吗?

卡桑德拉:没错。我喜欢把它比作,你知道,把狗咬的牙齿拔掉,对吧?狗还在那儿。他可能会咬你的胳膊,但我不会造成太大伤害

克里斯-那只会把你舔死,我的狗似乎就是这样。太棒了。

螺旋式上升的星星

44:48 -天空中神秘的超新星

像公元1181年的“客星”这样的恒星已经看不见了,所以我们怎么知道它们是什么呢?

天空中神秘的超新星

剑桥大学的公共天文学家马特·博思韦尔(Matt Bothwell)做了一些天文规模的调查……

马特:从根本上说,我们要做的就是观察那片天空,这并不总是那么容易,对吧?因为一千年前的古人,并不总是有非常准确的方法来判断物体在天空中的位置。所以我们可以根据他们的描述,观察那片天空,试着通过寻找可能留下的东西来把事情拼凑起来。从历史上看,1181客串明星有点棘手。可能是某种超新星。当一些东西出现在夜空中,然后持续几周左右,然后消失时,某种超新星通常是一个很好的猜测。不过这个有点奇怪,因为它花了几个月的时间才消失,这比正常情况要长得多。在那片天空中,我们所知道的只有一件东西可能来自超新星。它是一颗脉冲星;这是一颗名为3C85的死星的压缩核心。

问题是,当我们把它老化时,它大约有7000年的历史了。所以不是一个好的候选人。它是一颗非常非常古老的超新星。这个新结果让每个人都很兴奋,解开了这个900年的谜团,我们找到了确凿的证据。我们发现了这个新的超新星遗迹,我们将它与盖亚卫星上的距离测量结果结合起来。我们算出它大约有一千年的历史,所以它很完美,对吧?它是超新星遗迹。它大约在一千年前爆炸了。现在我们知道了这些,我们可以进一步研究它。所以当时人们注意到这个东西和土星的亮度差不多,这是一个很好的尺度。 So now we know how bright it looked and how far it is away, we can work out how intrinsically powerful this thing was.

马特-事实证明,就超新星而言,它实际上是非常微弱的,这很有趣。那是一场微弱的小爆炸,但它也花了六个月左右的时间才逐渐消失。这是一个线索,表明它是非常非常罕见的东西。所以我们现在最好的猜测是,这是两颗白矮星碰撞在一起,它们留下了一颗叫做沃尔夫-拉叶星的东西,这是一颗非常非常热的恒星,充满了各种有趣的重元素。所以,是的,它需要更多的调查,因为这是一个非常非常罕见的事件,它留下了一些非常令人兴奋的东西。

克里斯-这就像是恒星或宇宙考古学,不是吗?

马特-确实是,没错。所以所有的天文学在某种程度上都是对过去的研究因为我们从宇宙中看到的信号花了几千年甚至几百万年才到达我们这里。但这是把它带到另一个层次,因为我们实际上是在做考古学。我们看着天空,然后我们试图把碎片拼凑在一起,找出一千年前发生的事情。

长满树叶的房子的轮廓

47:42 -绿色能源更贵吗?

对于绿色能源消费者来说,减少化石燃料的使用是否更具成本效益?

绿色能源更贵吗?

纽约大学的气候经济学家格诺特·瓦格纳(Gernot Wagner)总结了利用太阳能的用户的平衡……

Chris - Michael想知道为什么绿色能源对消费者来说通常更贵?这是真的吗?

Gernot -传统上是这样的,这就是为什么我们首先有这个气候问题。燃烧化石燃料既便宜又容易获得,主要是因为没有人为污染买单。没有人为我们向大气中排放“数百亿”吨二氧化碳的事实买单。我们应该为此付出代价。即使现在还没有支付,太阳能光伏发电也是历史上最便宜的电力形式。成本下降得如此之快。40年前,它的价格大约是今天的100倍。10年前的价格是现在的10倍。在阳光充足的地方,如果你在北半球,不要把你的太阳能电池板放在屋顶的北侧,假设它是阳光充足的,太阳能光伏发电比任何其他发电方式都便宜,而且很明显这是一件大事。这些信息来自国际能源协会,没有人会想到它是一个环保组织。

Chris:安装成本非常高,不是吗?我昨天看到了这个,在某些情况下,国内系统的投资回收期可能是25年,尤其是在像英国这样阳光较少的地方。

当然,你正坐在英国,我很遗憾地说,这不是阳光最充足的地方之一。没关系。有时候生活在南纬地区是有优势的。即使是在纽约,这个并不遥远的地方,投资回收期也要短得多。这取决于有一个阳光充足的地方,但关键是,是的,有前期成本,但一旦你有了面板,你基本上是免费印钱,你是在印电。除了每隔一段时间擦拭一下面板外,没有其他成本。这是最大的不同。

Chris -但是我能跟你谈谈Gernot吗?因为几年前在你们美丽的国家,有一项生产生物燃料的倡议,因为每个人都说,我们需要确保我们不会向大气中排放更多的新碳。我们将从大气中制造燃料,我们将种植植物。”问题是,大量的良田被用来种植植物,结果你不得不从碳足迹更高的地方运来食物,而不是在家里种东西。我们也面临着让出大量农业用地的危险,特别是在一些溢价国家,把它们变成太阳能农场。一方面,你在激励人们生产廉价的绿色电力,但由于你不是在那片土地上种植,所以从其他地方运输食物的碳成本可能会高得多。对于这类碳方程必须非常小心。

格诺:当然。从某种意义上说,这就是经济学家的饭碗。弄清楚这些权衡,你可以回到哲学家米克·贾格尔在这一点上,因为你不可能总是得到你想要的。是的,有权衡,不要让我开始讨论美国对生物燃料的补贴。我们为什么要这么做?因为总统初选在爱荷华州开始,爱荷华州有很多玉米,这就是为什么我们永远不会摆脱那些误导的补贴。这里有很多政治因素。不,我们现在不应该停止生产粮食,到处都只有太阳能电池板,但也就是说,有很多边缘土地我们不种植粮食,很少有其他事情发生,在那里太阳能农场是有意义的。

植物

51:34 -植物标本室:潜在药物的废弃书籍

什么是植物标本室?我们如何记录具有潜在药用价值的植物?

植物标本室:潜在药物的废弃书籍

埃默里大学民族植物学家、植物标本馆馆长和勇敢的探险家卡桑德拉·夸夫讲述了她珍贵的记录……

Chris -我对你经营植物标本馆的角色很感兴趣,因为几年前有一个很棒的故事,科学家们从储存的标本中找出了导致爱尔兰马铃薯饥荒的原因。这是在英国东南部进行的。他们碰巧有一个标本,他们可以找出是什么导致了150多年前历史上发生的事情。你能深入研究你在植物标本室里找到的东西来寻找治疗方法吗,还是你必须到野外去看看真正的东西?

Cassandra:这是个好问题。首先让我来解释一下什么是植物标本室因为我想有时候人们会想象这个郁郁葱葱的热带温室,事实上,植物标本室是一个被压在纸上的死去植物的博物馆。我总是告诉我的朋友,我有一个棕色的拇指。我很擅长发现和杀死植物,然后把它们画下来粘在纸上,但植物标本馆是非常重要的,因为它记录了特定时间、特定地点的生命。你提到的爱尔兰马铃薯饥荒,这些样本记录了作物的样子,以及当时叶子上可能有什么其他微生物。我们现在有了更先进的化学工具,我们可以研究这些标本碎片的化学成分。实际上,当涉及到寻找新分子的药物发现时,我们通常需要更多的材料,而不仅仅是在压力样本上找到。我们说的是40克干叶子来真正启动搜索过程。这些植物标本馆的标本对于鉴定和记录我们正在研究的植物非常重要。这是文献中的一个大问题,因为有很多关于植物的出版物,包括植物疗法的临床研究,我们遇到不同结果的一些原因是,这些研究通常没有对它们的材料进行严格的认证,甚至相关物种的化学成分也可能大不相同。 The chemistry of the same species can be different also depending on where it's grown because of the influence of environmental factors. Really controlling for records of what species you're working on and also controlling or characterising the chemistry is really important to that process.

回到我们之前谈到的气候变化导致植物物种灭绝的问题,我们也谈到了技术革命导致一些文化价值的丧失。越来越多的人搬到城市,他们正在放弃与自然的关系。有没有人,或者有没有项目在技术革命之前尝试捕捉大量的当地知识,这样我们就可以把这些民间疗法储存在某个地方,这样像你这样的人就可以跟踪它们,希望在未来找到下一个重磅药物?

卡桑德拉-我是说,绝对的。这是民族植物学家在这一领域的主要工作,记录传统知识,有时我们也称之为传统生态知识,真正记录不同文化中人们使用植物的方式。我们在巴尔干地区做了很多工作,几年前做了一个很好的研究,我们研究了两种不同的文化,两种不同的语言,不同的习俗。我们真的研究了这些文化镜头是如何影响他们在同一环境中与植物互动和接触的方式的。它们在同一个山脉,彼此相对较近,但不通婚。不仅在这些不同的语言中他们如何命名植物,而且在哪些植物被用于食物和药物上也存在巨大的差异,即使在你有相同物种生长的地方,历史轨迹,文化的透镜是非常重要的。我们要在这些知识永远消失之前拯救它们。我在亚马逊也有这样的想法。我们有大约400个不同的部落,每个部落都有自己的语言,看待和理解世界的方式,以及不同的医学体系。当这些知识的传承者没有与学徒分享这些信息时,就打破了教导下一代如何利用自然作为药物的口头传统,我们真的失去了知识图书馆的等量。 There is an urgent need to record this knowledge and also document and authenticate the plants, as we mentioned before in herbaria, before we run out of time.

宇宙的彩色图像

55:23 -看不见的宇宙

只有宇宙的一小部分是肉眼可见的:我们如何观察那些看不见的东西呢?

看不见的宇宙

剑桥大学的公共天文学家马修·博思韦尔将空间科学带到了地球……

马修:简单的回答是,还有很多东西是我们看不到的。我给你打个比方。我们所能看到的最红光和最蓝光的波长之差大约是两倍。所以,我们能看到的最蓝的光大约是380纳米,而我们能看到的最红的光大约是740纳米。波长的系数是2,这是我们用来观察世界的窗口。真是太巧了。波长的两倍在声音方面也有意义。波长的两倍是一个倍频程。如果你把红光想象成中碳,那么最蓝的光就是氧化更高的碳。这个八度是我们观察世界的窗口。 The full spectrum of light that arrives from the universe is about 65 octaves. That's nine grand pianos standing in the line, right? If you imagine all those pianos being played at once and you could only hear one central octave you would miss almost all of the music. That's the problem with astronomy. If you're only looking with our eyes you're missing almost all of the information that's out there

克里斯:解决办法是什么?

马修:解决办法是制造能看到不同波长的仪器。我给你们举一个我研究中的例子。在早期的宇宙中有一种星系是完全看不见的如果你用我们的眼睛看的话,我们称之为光学。这些星系太神奇了。它们是整个宇宙中最强大的恒星工厂之一,但它们都被尘埃包裹着。没有光泄漏出来,但我们使用长波,比如红外线和无线电波,我们可以透过尘埃发现这些神奇的星系。如果你是一名生物学家,你可以戴上一副红外线护目镜,看到全新的看不见的物种,那将是一生难得的发现。这就是我们可以用天文学做的。我们可以通过其他波长看到宇宙中我们不知道存在的东西。

克里斯-这是大生意吗,这真的是下一步吗?人们开始探索新的波长,新的体制,透过我们以前无法穿透的尘封面纱。

这绝对是一笔大生意。是的。所有的现代天文学都是多波长的。现代天文学家的工作是收集来自不同光谱的所有数据,并将它们综合成一幅宇宙运行的综合图。甚至还有更多的东西。现代宇宙学告诉我们,宇宙的大部分是看不见的,它是由暗物质构成的,我们在任何波长下都看不到暗能量。理解我们能看到的东西是一件大事,而在未来,弄清楚宇宙的其余部分是一件更大的事情,这在目前是完全令人困惑的。

克里斯-难道宇宙中有相当大的一部分对我们来说是禁区吗?它正以我们无法企及的速度逐渐远离我们。即使我们能以光速旅行,我们也不可能到达那里,享受宇宙尽头的餐馆,因为在我们到达那里的时候,它已经创造了更多的宇宙。

马修-是的。这完全正确。有一种东西叫做宇宙视界,它有点像地球上的视界。是你看不见的部分。那是一段很长的路。距离边缘大约有465亿光年。除此之外我们就不知道了,对吧……宇宙可能是无限的,也可能有边界。我们可能永远不会知道,因为我们被困在我们的宇宙视界内。

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