虹吸管能在轨道上使用吗?为什么树叶在秋天会变色?免疫力是如何通过母乳喂养从母亲传给婴儿的?为什么地震发生在远离板块边界的地方?微波炉是如何加热食物的?本周，我们将通过你的问题来了解如何使用Twitter来监测世界各地的情绪，如何将二氧化碳转化为燃料，隐藏在心电图中的生物标志物如何预测重复心脏病发作的风险，以及发光的细菌如何发送秘密信息!另外，在《厨房科学》中，我们通过让铁燃烧而不用火来制造火焰……
在这一集里
探测水星的形成
《科学》杂志本周发表了一期特刊，介绍了信使号探测器对水星观测的前90天。
水星是太阳系中密度最大的行星，是除地球以外唯一具有强磁场的类地行星。此外，它的表面被认为是研究早期太阳系的一个独特窗口，因为它在地质上已经死亡了至少35亿年，而其他行星则经历了随后的火山活动，重新出现的事件和风化。然而，迄今为止，这颗神秘的行星很难研究，因为它离太阳太近了。
“信使号”今年3月才抵达水星轨道，目前对其数据的分析还处于非常早期的阶段，所以我们目前看到的是一些证据，这些证据仍有待解释，但它们将在未来几个月用于水星形成的模型。但这些线索都是相当诱人的。例如，对水星表面组成的首次测量结果与其他类地行星的组成形成了鲜明的对比——水星的硫和镁含量高，但铝和钙含量低。这与彗星的组成更接近了:这是否表明水星表面可能散落着彗星的尘埃?特别有趣的是钾元素含量很高，钾元素相对易挥发:它在水星地壳中的存在排除了水星在过去任何时候都非常热的剧烈形成模型。
对水星磁场的测量显示，水星的磁场模式与地球相似，但向北极移动，因此水星磁场的赤道位于其中心以北500公里处。信使号探测到了被困在磁场中的太阳风粒子，令人惊讶的是，这些粒子以非常短的剧烈爆发的形式出现，通常只持续几秒钟。这与地球磁层中的太阳风粒子形成鲜明对比，后者被长期困在范艾伦带的区域，导致了平稳稳定的粒子流动。这表明水星的磁场不足以长期捕获粒子，而且更容易受到太阳风的影响。
最后，我们在水星表面看到了一些令人惊讶的特征。浅而不规则的凹痕似乎在环形山的底部很常见。最有可能形成这些陨石坑的方式是，当新的陨石坑形成时，地下挥发物的蒸发，这可能是预期的，因为以前埋藏的岩石第一次暴露在太阳的热量下。这似乎是另一个迹象，表明水星上有相当丰富的挥发性物质，显然排除了高温和剧烈的形成模型。
下一步将把这些观察结果输入到更详细的水星形成模型中，在接下来的几个月里，看看这些模型如何发展将是很有趣的。
设计师塑料
塑料在现代世界被广泛使用，从牙刷到战斗机，因为它们具有非常广泛的物理性质。部分原因是有许多不同的塑料具有不同的化学成分，但两种具有相同化学成分但不同结构的塑料可能具有非常不同的性能。塑料是聚合物，它们由重复链组成，汽油、蜡和聚乙烯都是同一种碳氢化合物链的不同长度。此外，链不必是直的，它们可以分支，分支可以是不同的长度，所有这些都会影响塑料的强度刚度和其他性能。
这是一个巨大的优势，但它也是一个问题，因为通常用于特定应用的塑料基本上是通过反复试验来生产的，测试许多不同的条件，催化剂的数量等，直到它们产生正确的性能。如果我们要用可生物降解塑料或植物衍生塑料代替传统塑料，这尤其是个问题。
来自利兹大学和达勒姆大学的丹尼尔·里德和他的同事们可能使这个过程更容易预测。他们开发了一个计算机模型，该模型将采用聚乙烯反应室的条件，并预测分支的程度和分支的结构。
然后，他们将这些数据输入第二个计算机模型，该模型通过预测分子在链中间相互蠕动的数量，以及链末端移动的容易程度，从分子结构中预测物理特性。现在，他们已经让这种方法很好地应用于聚乙烯。
这意味着他们已经可以预测生产具有特定性能的聚乙烯所需的条件，以及在回收时混合不同聚乙烯可能会发生的情况，并且通过改变模拟中的几个数字，他们可以使其适应像生物聚合物这样的新系统，使其开发更快，更有效。
用Twitter监测心情
康奈尔大学的Michael Macy
一项对全球超过5亿条推文的分析证实，无论来自哪个国家或文化，我们早上都有更好的心情。克里斯·史密斯:迈克尔•梅西康奈尔大学的研究人员分析了来自84个不同国家的240万人在推特上发布的信息，以了解更多……
Michael:我们想看看人们的情绪是如何在一天、一周中的每一天、一年中的每一个季节中变化的，利用Twitter，我们可以在全球范围内、在不同的文化中实时监测人们的表情，这是科学家过去无法做到的。
克里斯-给我们讲讲这个方法。你应该没有单独阅读5亿条推文吧?
迈克尔-没错。这都是一个使用电脑的过程。事实上，你不会想在你的台式电脑上尝试这个——我们使用了康奈尔大学的高级计算中心，一个强大的超级计算机集群，我们所做的基本上是在给定的一天中的给定时间为每个用户，比如，周二上午9点到10点，我们会收集他们在这段时间内写的所有信息，然后把它们放在一起，就像一个“文字包”。然后，电脑会对这些单词进行分类，识别出所有积极的单词，比如“awesome”、“fantastic”、“incredible”、“funny”，同时也会找出所有消极的单词，比如“不开心”、“沮丧”、“尴尬”、“焦虑”、“害怕”等等。
克里斯-它是如何处理讽刺的?所以如果我说:“太棒了!刚刚被解雇了。”它将如何应对这种情况?
Michael:这会出错的，有这么多信息的好处之一是，当数量非常大时，错误往往会相互抵消。所以，当人们使用讽刺时，你会听到一些噪音，或者例如，早上说“早上好”只是一种仪式，而不是一种他们实际上感觉很好的表达。但是当你有这么大的一组观测数据，在这个例子中超过5亿条信息，那么误差就会被抵消。我们知道我们看到误差被抵消的原因是我们得到了一个非常健壮的模式——它经得起检验。我们每天都看到同样的事情，我们在不同的文化中也看到同样的事情。
Chris -既然你说你看到了这些模式，你看到了什么模式?分析揭示了什么?
迈克尔:嗯，基本上，我们发现人们在早上是最快乐的，然后就开始走下坡路了!但到了晚上，积极情绪会反弹，一直持续到就寝时间，并在深夜达到第二个高峰。我们在一周的每一天都能看到这种模式，所以这不仅仅是工作造成的，而且它当然符合我们对工作的看法——让我们感到疲倦，让我们感到压力，让我们在上下班途中感到沮丧等等。事实上，我们在周末也看到了同样的模式，所以这两个高峰和下午晚些时候的低谷似乎是人体节律的内在特征，它与一周中的哪一天或你是否在工作无关。另一方面，人们在周末也更快乐，这确实表明工作中有一些问题，但周末的高峰要晚一点。这比工作日晚一个半到两个小时，这表明人们睡过头了，而在工作日，他们被闹钟叫醒了。在周末，他们可能会一直睡觉，直到身体准备好醒来，所以周末效应，周末的情绪高涨，实际上是对睡眠没有被闹钟人为打断的一种反应。
Chris -这也告诉我，你在研究中分析的人显然没有孩子，因为他们无法享受2小时的睡眠!那么另一件很重要的事情呢?我想你们可能已经能够用这种数据集来测试它了——季节性情感障碍。随着季节的变化，高纬度地区的人们不仅要面对白昼长度的绝对减少，还要面对白昼长度的变化。你在你的分析中看到这反映在情绪上了吗?
迈克尔-是的，我们有。但它实际上并不是你得到的绝对日照量，也不是一天的绝对长度。这是你习惯的变化。所以，现在的情况是，随着白天变长，情绪也在改善，而随着白天变短，情绪就不那么好了，这是日光的变化，而不是一天的绝对长度，似乎与情绪的变化有关。
克里斯:那么这项研究的底线是什么?为什么这很重要?你从这个实验中得到了什么我们之前在小团体的社会学实验中不知道的东西?
Michael:因为我们从世界各地进行了大量的观察，所以我们能够更有信心地确定人们实际上处于最佳情绪状态。我们在结果中也有一些惊喜——在周末发现同样的模式，在非常不同的文化中发现同样的模式，这是令人惊讶的。你可能会认为一个集体主义的国家，或者与美国、英国或澳大利亚有不同的宗教信仰，你可能会认为他们在人们心情好或坏的时候会有不同的模式。但事实上，我们在全球范围内发现了非常相似的模式——无论是印度、非洲、英国、美国还是澳大利亚——非常相似的模式。
克里斯-这意味着什么?
我们要做的一件事就是把它分解成更多的细节以不同的方式在这个庞大的人口中不同的群体。举个例子，我们可能想要进一步研究的一件事是不同的时型。时间型是指一个人在一天中的特定时间活跃，比如夜猫子或早起的人。另一个惊喜是，我们发现夜猫子与其他人有一种特殊的不同之处。其他人的情绪在晚上反弹时都有第二个高峰，你可能会认为夜猫子也会这样，但事实上我们发现的恰恰相反。“夜猫子”和其他人一样，早上的睡眠高峰也会出现，但晚上没有反弹。他们基本上是晚上最不开心的一群人，但他们是最活跃的一群人。这有点让人吃惊我们会更详细地分析人群中哪些人以何种方式做出反应。
进入冠心病风险预测的核心
一项对数千名患者心脏电描记的分析表明
揭示了一种新的方法来发现那些有重复心脏病发作风险的人。
密歇根大学的科学家Zeeshan Syed和他的同事在《科学转化医学》(Science Translational Medicine)杂志上写道，他们使用计算机将临床结果与4500多名最近心脏病发作的人的长期心电图(ECG)记录的特征结合起来。
他们能够定义三个特征“生物标记”，可以用来预测个体患者进一步心脏问题的风险。他们称之为形态学变异(MV)，它观察心电图描记的形状如何随时间变化，符号不匹配(SM)，将个体患者的心电图描记与具有相似临床史的其他患者的心电图描记进行比较，以及心率Motif (HRM)，它观察个体记录中出现“危险”心率活动模式的频率。
他们说，将这些评估纳入用于计算患者风险的现有方案中，可以使医生更好地识别那些最需要密切监测或更密集药物治疗的患者;另一方面，它也有可能使那些实际上风险比最初想象的要低的患者免于接受他们不需要的更严格的干预。此外，正如科学家在他们的论文中指出的那样，“这些生物标志物可以从已经从急性冠状动脉综合征患者中常规捕获的数据中提取，并将允许更准确的风险分层和潜在的更好的患者治疗。”
空间站、死海古卷和发光细菌……
与国家航天中心的Anu Ohja;牛津大学Geza Vermes;Rich Masel，二氧化硅材料;哈佛大学公共卫生学院的米歇尔·卢卡斯;大卫·沃尔茨，塔夫茨大学;
中国发射卫星
中国发射了首个空间站，将在距地球220英里的轨道上运行。
无人驾驶的天宫一号空间实验室，意思是“天堂”，于9月29日由长征火箭从戈壁沙漠发射升空，将在轨道上停留2年…
来自莱斯特国家航天中心的Anu Ohja讲述了这次任务的目的……
在11月的几个月时间里，将有一个名为神舟七号的任务，练习与天宫一号会合并对接。这将是无人驾驶的，计划是在那里停留12天。接下来的一年将会有另外两个任务。其中一个将是载人的，但目前的计划是让天宫一号在轨道上运行大约两年，而天宫二号将在2014年作为继任者。
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死海古卷在线版
Meera -死海古卷的高分辨率图像现在可以在网上找到。
牛津大学犹太研究荣誉教授Geza Vermes解释说，这些古老手稿中的五卷主要卷轴最初写在羊皮纸和莎草纸上，现在已经由谷歌与以色列博物馆合作数字化，使数十亿人能够以原始形式访问这些圣经文本。
Geza -这里最重要的贡献之一是，人们可以看到真正的卷轴，皮革的颜色，形状，黑暗，手稿上的墨水斑点，这样他们就可以像那些拿在手里的人一样接近文件。
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转换公司2排放到燃料中的气体
二氧化碳排放可能很快就会转化为燃料，减少排放到大气中的温室气体的水平。
通过一种被称为人工光合作用的过程，二氧化碳材料公司的Rich Masel和他的同事们利用太阳能将二氧化碳转化为一氧化碳和水，然后与氢结合产生合成气，现在许多石油公司用它来生产燃料……
从长远来看，这是一条可行的路线，可以为你的汽车、卡车或飞机制造燃料，而不会与食物供应竞争，而且它是完全可再生和可回收的。所以它改变了CO2从我们丢弃或掩埋的东西变成我们回收和再利用的东西，这是一种可再生资源。
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带有细菌发光的隐藏信息
发光细菌可能很快就会被用来编码秘密信息。
塔夫茨大学的大卫·瓦尔兹利用大肠杆菌和荧光蛋白，利用细菌组合将信息编码到硝化纤维制成的纸张上。该技术的潜在用途包括产品认证、防伪，甚至是生物条形码，因为人们想要判断信息，需要知道正确的营养物质和读取细菌发光所需的光线。
大卫:这是两种颜色的组合，对应一个字母、一个数字或一个符号，我们把它们按特定的顺序排列，细菌只有接触到特定的营养物质才会发光。因此，当这些细菌在合适的培养基中生长时，它们就会呈现出它们所设计的颜色和信息，有点像隐形墨水然后神奇地出现。
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搞笑诺贝尔奖
最后是第21届
搞笑诺贝尔奖颁奖典礼于本周在哈佛大学举行，以表彰那些让人发笑又发人深省的研究。
今年的奖项授予的研究领域包括:为什么掷铁饼运动员会头晕，而掷链球运动员不会;在紧急情况下使用芥末叫醒人;以及我们在需要小便时的决策能力。
马克·亚伯拉罕负责仪式。
马克:在某种程度上，它们的意义就是向人们展示一些意想不到的、令人着迷的东西。他们会让你想知道更多。获奖者中包括立陶宛维尔纽斯市长，他因展示了一种新方法来阻止人们将汽车停在自行车道上而获得和平奖。他用一辆装甲坦克碾过他们的车。
该奖项本身由真正的诺贝尔奖获得者颁发，每年都在继续增长。
你能通过改变电源来减少能源消耗吗?
克里斯:好，我先澄清一下，你把这些东西放进你的电力供应系统中，在你的例子中，你说你在制造间歇泉，换句话说，就是热水浸入式加热器之类的东西，它们应该能减少你在家里消耗的能源。戴夫，你觉得呢?戴夫:有几种方法可以做到这一点，其中一种叫做“功率因数校正”。这就是，如果你有很大的马达或者有时候很大的电子负载，你可以得到电流，而不是电压。所以如果你想象一下交流电——电流电压上下波动——如果你把它连接到一个灯泡上，它就会在输出电压的同时输出电流，这很好——这就是电力公司想让你做的。但是有时候，如果你有这些奇怪的负载，它们实际上可以在电压很小的时候产生很多很多的电流，而在电压很高的时候产生很少的电流。这意味着，因为你的电表测量的是总电流(流量乘以时间)，你显然使用了比实际多得多的能量，所以你的电量比你应该的要多，所以它可以减少你的电量。它还使电力公司陷入困境，因为它对他们所有的系统造成了严重破坏!克里斯:而且，这意味着他们为股东做的比以前少了。。戴夫:是的，我的意思是，尽管这样你会得到更多的权力，但他们会更快乐。。但这只是一个大问题，如果你有很多大型三相电机，大型电机，或者所有可能的大量电子设备。 But I doubt that's a big issue with houses.Chris:: So Roy's immersion heaters are probably not going to benefit from having one of these things then?Dave:: Certainly not from that. The other way then that some of these things can work is by essentially just reducing the voltage. So it's basically like putting a variable transformer into your system. So, whatever the voltage is coming, it will always put out 220 volts. That means your geysers will actually be less powerful so you'll be able to use less power, but that means you also get less heat.Chris:: You're just going to use it for longer, aren't you?Dave:: But there are some kinds of lighting, especially fluorescent lighting, that are more efficient that way and things like transformers are more efficient that way. So, it'll produce a big reduction in the amount of power you use, but you might get less out of it as well.
小行星能形成行星吗?
多米尼克:这是一个非常好的问题，我不得不说我们并没有完全理解答案。我们认为行星在太阳系和其他地方形成的方式是由像沙砾一样的固体粒子聚集在一起形成小行星，然后这些小行星相互吸引，聚集在一起形成大质量的行星。现在由于某种原因，我们在太阳系的中间有一个缺口在火星和木星之间，这是一个没有行星的大缺口，但是有很多这样的小行星。所以,鉴于没有行星形成于过去50亿年前太阳系形成时,我们可以有很好的理由说为什么一个星球还没有形成,可能的原因是这些小行星过于接近木星,木星是激起这些小行星的轨道,阻止他们的引力吸引,足够接近在一起,形成共同进入一个星球,火星和木星之间的差距。克里斯-两年前，大卫·明顿在《科学》杂志上发表了一篇很棒的论文我想他当时在亚利桑那州他做了一个数学模型，另一个关于小行星带柯克伍德裂缝的计算机模型。小行星带上有很多洞可以解释，也可以解释，他们算出了木星从哪里来，到哪里去了，因为它并不总是在现在的位置。它在太阳系的演化过程中迁移了一点。这就产生了，当他们把它放进他们的模型时，他们称之为“引力共振”。所以它和其他行星排列在正确的位置，它震动了小行星带，把一些其他天体从小行星带上移走，把它们踢到地球轨道上这可能是39亿年前对地球的猛烈轰击的原因。但他们的观点是，那里的引力是如此不可预测，如此强烈，以至于它实际上阻止了所有这些东西的积累，并聚集成一颗行星，或者即使它们曾经聚集在一起，它们也会再次分裂。多米尼克-是的，完全正确。柯克伍德裂口是真正的证据证明木星是问题所在为什么没有行星在那里形成，因为柯克伍德裂口与小行星带的一些地方排列在一起，在那里你的轨道运行速度是木星的两倍或1.5倍。 And for some reason, there were no asteroids there and that suggests that there is some reason why you can't be in orbit at that point.
为什么地震发生在远离板块边界的地方?
戴夫·安塞尔考虑过这个问题……
戴夫:是的，华盛顿特区离板块边界很远。有各种各样的东西，基本上，任何可以对板块施加大力的东西都可能导致地震。你也可以在远离板块边界的地方发生地震，实际上仍然与它们有关。
所以，在印度，形成喜马拉雅山脉的地方有巨大的压缩，离板块边界几百英里远的地方仍然会发生地震，因为那里的压缩和挤压是如此巨大。
当人们建造大型水库时，也会发生地震:所以你在地面上放了大量的水。这实际上是对它的载荷，所以地面想要到达的舒适的地方要低一点，所以它移动到那里的唯一方法——如果它不像粘土一样软的话——就是通过开裂，所以你会得到像这样的小地震。
冰融化时可能会发生地震——挪威现在还会发生地震，实际上，英国的大部分地震可能与上一个冰河时代之后的所有冰融化有关。在英国北端和挪威，地面正在缓慢上升实际上每年几厘米，尤其是在挪威，这最终在一些地方形成了一些压力和压力，直到它破裂。
我想我隐约听到的关于华盛顿地震的一件事是，它也可能是大陆边缘堆积的沉积物，在地面上堆积，向下推，最终，这可能积聚到足以产生地震……
婴儿从母乳中获得免疫力吗?
在许多幼龄动物体内，肠道的作用是收集母乳中的抗体，并将其传递到血液中，在幼龄动物自身免疫系统建立起来的同时，提供所谓的“被动免疫”。但是，我们不相信人类婴儿会在很大程度上做到这一点。但这并不是说母乳中的抗体是无用的。远非如此;大部分的母乳抗体就是我们所说的IgA;这些是分泌的抗体，专门用于保护身体表面。婴儿食用后，它们会附着在肠壁上，在那里形成一道抵御一系列病原体的强大防线。
抗体进入婴儿体内的主要途径是通过母亲的胎盘，因为一旦婴儿怀孕超过28或29周，胎盘就会启动一种叫做FC受体的特殊受体，这种受体从母亲的血液中获取一种叫做IgG的抗体，并将其放入婴儿的血液中，这样，当婴儿出生时，它就被“被动保护”了。换句话说，它的抗体能识别妈妈在生活环境中接触到的所有东西，所以在婴儿出生的头几周，这是一种保护婴儿的好方法，因为这些抗体会循环长达六个月;在这段时间之后，婴儿应该能够用自己的两只免疫脚站立。
不幸的是，虽然抗体不能穿过新生儿的肠壁，但并不是所有的病毒都是如此，一些病毒，包括艾滋病毒，可以通过这一途径感染婴儿。事实上，如果婴儿是顺产和足月出生的，那么婴儿从母亲那里感染艾滋病毒的风险实际上很低——大约5%;但如果母亲用母乳喂养婴儿，风险会显著上升——超过20%——所以在这种情况下不母乳喂养实际上可以避免很多感染。
[后来补充的注释:我很感谢Michael Lindenmaier就这个问题写信给我，并给我发了这个与这个主题相关的参考资料]。
与人类不同，许多动物(啮齿动物、牛、猫、雪貂等)母乳中的IgG通过肠上皮进入新生儿循环。这种转运位于十二指肠和空肠水平，肠细胞表达一种表面膜受体，能够结合IgG的Fc并促进这些免疫球蛋白的胞吞作用。Fcγ-R与负责人类经胎盘转移IgG的胎盘受体非常相似，与IgG结合，但不与其他同型结合。在这些动物中，母乳抗体是循环IgG的重要组成部分，因为它们参与内源性IgG合成的负反馈。一旦断奶，这种现象就会突然停止。在这种母体免疫球蛋白转移方面有缺陷的新生小牛患全身性传染病的风险很高。在人类中，肠道过早闭合，母乳抗体不会进入新生儿/婴儿循环。牛奶中分泌的大部分免疫球蛋白是IgA，主要防止肠道感染。母乳IgA的特异性是由肠-乳腺细胞循环驱动的。人乳还含有抗独特型抗体，能够增强婴儿的抗体反应。母乳抗体覆盖在婴儿粘膜表面，其中一些具有明显的保护作用。”
来自:通过母乳的抗体转移，Philippe Van de Perre(2003)，疫苗21:3374-3376
请注意，在2008年对加州理工学院科学家帕梅拉·比约克曼的采访中，我们听说了一些IgA是如何被肠细胞吸收并进入循环的。
探索埃尔斯沃思湖
与爱丁堡大学的克里斯·希尔和马丁·西格特合作
马丁-埃尔斯沃思湖位于南极西部冰原的底部。它在大约三公里厚的冰层下。这个湖大约有十公里长，两到三公里宽，水深约150米。所以它就像南极洲西部冰下的一个相当大的苏格兰湖泊。
为什么是水?
马丁:很简单，你只需要地热背景加热就能让冰的温度达到三公里以下的压力熔点。
理查德-所以那是来自岩石的热量?
马丁:是的，这不是不寻常的地热加热，这只是地球上随处可见的地热背景水平，这足以将冰加热到融化的程度，预计南极洲也会出现这种情况。我们知道大约有400个冰下湖泊分布在南极洲的不同地区。埃尔斯沃斯湖是我们接下来几年要调查的地方。
理查德:为什么这么有趣?
马丁:关于冰下湖泊，我们想了解很多事情。15年前，一篇突破性的论文强调了科学对冰下湖泊的兴趣，冰下湖泊是生命可能存在的地方——极端环境中不寻常的微生物——我们感兴趣的是了解生命如何在这些地方生存，这些地方存在什么生命，它们是茁壮成长还是濒临灭绝，冰下湖泊底部的沉积物也可以为我们提供关于过去南极洲气候变化和冰盖变化的非常重要的信息。
理查德:那你打算怎么做?
马丁:我们的计划是采集湖水样本和沉积物样本，这是相当困难的，因为我们必须以一种非常干净的方式穿过三公里长的冰层，同时不过度干扰湖泊，并将这些样本带回水面，以便在实验室进行处理和分析。
理查德:因为那里可能有生命，你不想污染它，你想确保如果你发现了生命的痕迹，那是来自湖泊而不是你放进去的东西?
马丁:完全正确。但科学也要求我们做事干净利落。我们很可能会遇到非常低浓度的微生物和化学物质，我们想要测量，除非我们保持实验非常干净，否则我们所做的就是测量我们带走的东西。
理查德-克里斯，你有责任确保这一切发生吗?
克里斯·H. -没错。
理查德:当我们说到往下钻的时候，你实际上是在用热水钻?
克里斯·H. -没错。传统的钻探技术会使用某种钻盖，但这需要很长时间，热水钻探实际上是最干净、最快速、最有效的进入湖泊的方法。
理查德-这是什么情况?我是说这些真的是很大的划水池。现在有两个水罐，里面装满了水，我想当你轻敲它的侧面时，它会发出很好听的声音。这些池子里有热水可以钻吗?
克里斯·h -算是吧。为了进行热水钻探，我们需要大量的水，当然南极洲有大量的水——问题是它都是固体的!所以我们要做的第一件事就是把大量的雪聚集在一个地方，开始融化它，这就是这些水池的作用——融化大约9万升水，为钻探系统开始钻探做准备。一旦我们开始钻探，就没有问题了，因为当我们向湖中钻探时，我们会产生很多融化的雪，随着我们的深入，这些雪可以再循环。
理查德-钻头实际上是在这些巨大的软管卷筒末端喷出的一股水流，你把这些卷筒拖过田地?
Chris H. -简单来说，这个系统非常简单。我们把这些融化的雪放在表面，我们要做的第一件事就是过滤。接下来我们要做的是通过一个非常干净的锅炉系统将它加热到大约97摄氏度。然后我们把它通过一排高压泵，然后，基本上，把这些水推过一根很长的软管，一根3.4公里长的软管，软管的末端有一个喷嘴，这使得我们能够以惊人的速度融化冰。
理查德-马丁，你有你的洞，然后你做什么?
马丁:我们有两件东西要寄下去。一个是探针，上面有采样室，它会被下放到水柱上进行测量。当它这样做的时候，它会刮掉湖底的沉积物，当它浮出水面的时候，它会采集样本，我们会把样本带回水面，带回实验室。我们要做的下一件事是放置一个取芯装置，我们可以从冰下湖的底部取一个三米长的沉积物核心，并将其运送回实验室。
理查德:听起来像是太空任务!
马丁:这也是空间科学的另一个类比，我们在埃尔斯沃思湖进行的实验在未来的某个阶段可能会在木卫二上进行，木卫二是木星的一个覆盖着冰的卫星，下面有海洋。人们推测木卫二上可能有生命。要验证这一假设，或多或少需要我们在南极洲做的实验。这可能是20年、30年、50年之后的事了，但我们在埃尔斯沃思湖非常热衷于确保我们记录下我们所做的一切，这样在未来的某个阶段，如果人们想知道我们是如何做这个实验的，他们就能得到。
为什么微波汤的边缘加热得更快?
戴夫:这可能是对微波炉烹饪方式的轻微误解……
人们常说他们从内到外烹饪——严格来说，他们没有。实际上，微波是电磁辐射的一种形式，是光的一种形式，它们在食物外面一英寸半左右的地方被吸收。
所以，就在中间，它被周围所有的食物与微波炉隔绝了。所以中间的汤比外面的汤受热少。而且，外面的汤更薄，所以会从各个方向加热。外面的汤实际上比中间的汤受到更多的微波，所以它会变热。
克里斯-谢谢你，戴夫。我能做些什么来解决这个问题，让我的汤在未来更均匀地加热?
戴夫:偶尔把它拿出来，混合一下是你最好的选择。
克里斯——我会记住的!
从潜艇里游泳会引起弯曲吗?
Chris:这是一个好问题，我自己也在思考这个问题，这就是为什么我想它会出现在我身上。
答案是，可能不会。这样做的原因实际上是，当你在潜艇上时，你在潜艇里呼吸的空气没有压力或者至少没有明显高于环境压力的压力，也就是表面压力因为潜艇可以被认为是水下一个不可压缩的锡罐;所以，尽管海水对潜艇的压力很大，但当潜艇沉入海底时，里面的空气不会感受到任何额外的压力。
因此,呼吸你呼吸的空气,仿佛在表面,这意味着,如果你逃离这艘潜艇——说你上去的一个潜艇鱼雷管什么的,被困在水下,那么尽管你将直接受到极高的压力,根据潜艇有多深,然后压在你周围的水压力,这将是对空气已经在你更高的压力;这意味着空气会在你的血液中溶解更多，包括当时在你肺里的氮，但不会有很多。当你上升到水面时，你会发现氮从溶液中回到你的肺里，回到你的血液里，但是，只有非常少的氮。
另一方面，如果你是一名戴水肺的潜水员，你就会遇到问题。这里发生的事情是，戴着水肺的潜水员潜入海底——比如水下40、50米——他们呼吸的是压缩气体(为了让潜水员的肺充气，与水下周围的环境压力竞争，你必须在比周围水更高的压力下输送气体)——因此，你呼吸的气体越深，密度越大，压力越高;因此，越往下，越多的氧气会溶解在血液中，同时氮也会被迫溶解在溶液中。氮不是很容易溶解的，所以当你再上来的时候，因为你的身体里有很多溶解的气体，当压力消失时，氮从溶液中出来它在组织中形成气泡，你就会得弯曲病。
如果你没有呼吸压缩气体，就不会发生这种情况。鲸鱼不会得弯曲病，或者至少不会经常得，除非它们以极快的速度浮出水面。我们为此做了一个很好的视频。如果你看一下YouTube上的裸体科学家剪贴簿，你可以看到我们最近做的视频——为什么鲸鱼不会得减压病，但潜水员会?这是生理上的反应。
戴夫:所以潜水员的问题是他们呼吸的空气被压缩了很长很长一段时间，而如果你从潜艇里逃出来，最多只有几口，而且没有足够的时间让空气溶解?
克里斯:没错。你呼吸的空气在压力下，所以它推动更多的氮溶解，氮不喜欢溶解。它很不溶。你也不能代谢它，所以即使它在某个组织里，它也不会被用完。所以你在增加你全身的氮负荷，因为你呼吸的是压缩气体，你在水下待的时间越长，你体内的氮负荷就越高。当你回到表面时，你身上的压力消失了让氮溶解的压力消失了所以氮从溶液中出来再次变成气泡。
戴夫:但是我想如果你从潜艇里逃出来，在某种程度上，你必须要吸一口压缩空气，否则当你在高压下出来的时候你会被压扁，所以你要通过气闸之类的东西出来所以你会呼吸一点压缩空气。
克里斯:没错。比如说，鱼雷发射管泛滥的时候，它会压缩里面的空气这实际上会让你受到压缩空气的影响。如果你不呼吸，那我说的话就成立。如果你呼吸它，你的身体里就会有更多的氮但是假设你只呼吸很短的时间，我认为这不会有太大的区别。
为什么在冬至期间，早晨变短，下午变长?
多米尼克-这真是个棘手的问题。归根结底是我们如何定义一天24小时的长度。传统的方法是，你看天空，你看太阳在天空中最高的时候，你把它称为中午，一天的中间，然后第二天你出去，你看太阳在天空中最高的时候，那就是下一个中午。另一种定义一天长度的方法是用原子钟来测量物理定律的进展。它给你一个非常精确的固定长度的时间包。现在我们发现，这两种关于一天长度的定义并不完全相同。太阳从一个中午转到下一个中午所需要的时间在一年的过程中是不同的，原因是这段时间不仅是地球绕其轴旋转的时间，而且是地球赶上太阳在天空中移动了一点的时间。太阳在天空中的运行方式在一年中的不同时间会发生变化，例如，地球的轨道是椭圆形的，因此地球在一年中的不同时间以不同的速度运行。克里斯，我确实听到有人说这有点像齿轮滑动，因为你得到了一个椭圆，而不是一个圆。当太阳沿着每个椭圆的平边运行时，它就会有一点滑动。如果你明白我的意思，地球在转动的时候必须要滑动一些齿轮才能运转。 It's not just a straightforward circle.Dominic - That's not a bad way of thinking about it. Now what that means is that noon doesn't always happen at exactly 12 o'clock on every day of the year. For example now, at the beginning of October, noon is happening about 10 minutes before 12 o'clock via a watch and it's getting earlier. In a couple of week's time, it will be at quarter to noon, and then it will turn around and it will start getting later as the durations between noons get longer in December towards the winter solstice. So what's happening at the winter solstice is that sunset turns around in the middle of December, but sunrise turns around about a week later because the solar day - the time between noons - is drifting through the mean day that we call civil time.Dave - So the length of day is changing and the time of noon is changing, so the two add up to this effect?Dominic - Yes, that's exactly right.
其他太阳系有小行星带吗?
现在下结论还为时过早。
在过去15年左右的时间里，我们已经在几百颗恒星周围发现了行星，但小行星带的质量很小。
我不认为你真的有足够的灵敏度来测试这么小的东西而且它分散在各处，你可能需要一个大的集中的行星，它对它的主恒星有引力影响。
为什么树叶在秋天会变色?
这个问题的答案是，叶子看起来是绿色的，因为它们含有叶绿素，这是它们进行光合作用所需要的，光合作用是一种从阳光中获取能量并与之发生化学反应，将二氧化碳和水转化为葡萄糖- C的过程6H12O6；这就是光合作用。
但叶子也含有其他化学物质，包括抗氧化化学物质，其中一种化学物质是一类被称为类胡萝卜素的化学物质，顾名思义，是“橙色”或黄色的。
随着秋天的临近，因为树叶知道它们在衰老——它们变老了，很快就会消失——它们降低了叶绿素的产生速度，而树木会清除叶绿素分解产物。这意味着叶子中的绿色色素减少了，因此之前隐藏在绿色中的黄色就暴露出来了。
这就是为什么叶子看起来会改变颜色，因为叶子正在耗尽叶绿素。
有些叶子也会变成红色，不是吗，这很好。不是所有的叶子，而是一些物种，因为它们实际上会产生另一类叫做花青素的化学物质。这些和你在甜菜根中发现的东西是一样的。它们是深红色的，也是一种抗氧化剂。
植物把这些物质放进叶子里来维持和支持它们，防止树叶在冬天到来时受到压力;这意味着植物在丢弃叶子之前有更长的时间从叶子中清除它想要恢复到植物体内的东西——因为一旦你失去了叶子，你就失去了组织，你就失去了盐，化学物质，以及潜在的其他对你有益的东西。
所以，通过这些花青素分子保护叶子的时间更长，你就能比其他方法更长久地附着在叶子上。再一次，绿色叶绿素分子的损失揭示了隐藏在背景中的其他有色色素……
虹吸管能在太空中工作吗?
不可能，因为你需要重力来让虹吸管工作。如果你想象液体在虹吸管长度上的不同点，在一些点上，虹吸管会向上，在另一些点上，它会向下，虹吸管里的液体会受到重力的作用。虹吸管向上移动的地方，力会把液体沿着管道向后拉。当它下坡时，这个力会把液体沿着管道向前拉你需要的是虹吸管下坡时的长度比上坡时的长度要多。这意味着，由于虹吸管内的水压，力向下的地方会把流体从虹吸管的开始一直拖到最后。在国际空间站上，没有重力，所以没有东西可以驱动虹吸管上的液体。
rain - x是如何帮助你在雨中透过挡风玻璃看得更清楚的?
它做的第一件事是用一种叫做氟硅烷的东西覆盖你的挡风玻璃。基本上就是硅-氧-硅-氧，氟在旁边。它是非常疏水的，所以水滴，不是形成那种扁平的透镜，而是形成非常非常圆的东西。我认为问题在于它们是更强的透镜。所以它们把所有的光都聚焦在一个非常非常近的地方，然后光扩散出去，在每个地方均匀分布。所以你看到的不是非常明亮的光，而是一种非常非常暗的光，你几乎看不到它们。然后可能，当光线非常接近你的时候，一些更复杂的事情发生了，你得到了明亮的透镜。
怀孕的母亲需要更多的呼吸吗?
我们向剑桥罗茜妇产医院的杰拉尔德·哈克特医生提出了这个问题……
杰拉尔德:下午好。我是Gerry Hackett。我是罗西医院的妇产科顾问医师。在许多其他事情中，我是一名胎儿医学专家，你好心地问了我一个关于怀孕妈妈的问题，她们是否需要更多的呼吸。当然，在怀孕期间，母亲和婴儿需要更多的氧气。实际上，许多人认为氧气只是给婴儿的，但实际上，母亲至少有一半的额外氧气是给胎盘的。当然，在怀孕期间，母亲的基本新陈代谢会变得更快。在怀孕期间，妈妈们确实会呼吸更多。事实上，他们呼吸得更深。他们的呼吸不是更频繁，更频繁，而是更深沉。 And actually, strangely enough, despite taking up extra oxygen in her blood, mothers in pregnancy often feel breathless and that's one of the most common symptoms of pregnancy, is breathlessness strangely enough. So during pregnancy, mothers will feel more breathless that even though they're taking up more oxygen, and letting out more carbon dioxide, they do this in part by movement of the diaphragm. Of course, as the pregnancy gets larger, you'd expect there to be less movement in the diaphragm. But in fact, there's just as much as always and so that tidal volume, the amount of air that a mother will breathe in and breathe out is much the same in pregnancy as outside of pregnancy. The airflow is much the same. The extra oxygen passes through the placenta, is taken up by the placenta, but also by the baby and it transfers quickly over to the baby's side because the haemoglobin - that is the red cells actually in the baby's circulation- picks up oxygen much more easily than our own haemoglobin would do. It binds that oxygen and it releases it into the baby's circulation. Diana - Pregnant women don't breathe more often, but they do breathe more deeply. And surprisingly, the movement their diaphragm can make isn't impeded by the growing baby. And on the forum, CliffordK said their adding 50 pounds to anybody or make it take more energy to walk across the room and oxygen is required to release that energy.
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