东方亚洲欧a∨人在线观看|欧美亚洲日韩在线播放|日韩欧美精品一区|久久97AV综合

        2006年三諾獎(jiǎng)花落美國:三諾獎(jiǎng)

        發(fā)布時(shí)間:2020-02-18 來源: 感恩親情 點(diǎn)擊:

          生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)沉默基因閃亮登場      1998年2月19日,兩位遺傳學(xué)家和同事在英國《自然》雜志上發(fā)表了一篇題為《雙鏈RNA在秀麗隱桿線蟲中有力而獨(dú)特的遺傳干擾作用》的論文。其中一位是華盛頓卡內(nèi)基研究所胚胎學(xué)部39歲的安德魯?菲爾,另一位是馬薩諸塞大學(xué)癌癥中心38歲的克雷格?梅洛。
          2006年10月2日,瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院諾貝爾獎(jiǎng)評審委員會(huì)宣布,2006年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)共同授予安德魯?菲爾和克雷格?梅洛,以表彰他們發(fā)現(xiàn)了“RNA干擾機(jī)制―雙鏈RNA沉默基因”。
          諾貝爾獎(jiǎng)評審委員會(huì)的公報(bào)中稱:“他們的發(fā)現(xiàn)澄清了許多令人迷惑和矛盾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,揭開了大自然控制遺傳信息流動(dòng)的一種機(jī)制,他們開創(chuàng)了一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域!
          
          中心法則的困惑
          生命的遺傳信息儲(chǔ)藏在細(xì)胞核中的脫氧核糖核酸(DNA)中。DNA的信息被信使核糖核酸(mRNA)復(fù)制,mRNA再將這一指令送到生產(chǎn)蛋白質(zhì)的細(xì)胞質(zhì)中。弗朗西斯?克里克(FranceCrick)是1962年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者,他將遺傳信息從DNA通過mRNA轉(zhuǎn)到蛋白質(zhì)的流動(dòng)過程稱為分子生物學(xué)的中心法則。從消化食物的酶、大腦中接受信息的受體,到防御細(xì)菌的抗體,蛋白質(zhì)與生命的過程息息相關(guān)。
          人類基因組有約3萬個(gè)基因。然而,只有少部分基因在細(xì)胞中發(fā)揮作用。基因的表達(dá)主宰了蛋白質(zhì)的合作,這一過程由mRNA復(fù)制DNA信息的轉(zhuǎn)錄機(jī)制所控制。早在40多年前,法國諾貝爾獎(jiǎng)獲得者雅各布(FrancoisJacob)和莫諾(JacquesMonod)發(fā)現(xiàn)了基因表達(dá)的基本調(diào)控機(jī)制。今天,我們知道這一機(jī)制主宰著從細(xì)菌到人類的整個(gè)進(jìn)化過程,科學(xué)家們在此基礎(chǔ)上發(fā)展出基因技術(shù),也就是說將DNA序列注入細(xì)胞中生產(chǎn)新型蛋白質(zhì)。
          上世紀(jì)90年代,分子生物學(xué)家們得到了一系列難以解釋的意外結(jié)果,其中最引人注目的是,生物學(xué)家們觀察到:為了增加矮牽牛花花瓣的顏色深度,他們將一種形成花朵紅色的基因注入花中,結(jié)果不僅花朵的顏色沒有增加,而且花兒完全褪色,花瓣變成了白色。究竟是什么機(jī)制導(dǎo)致這種異常現(xiàn)象呢?科學(xué)家們?yōu)榇死_不已。
          
          
          發(fā)現(xiàn)的那一刻
          面對植物學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)的一系列不可思議的基因沉默實(shí)驗(yàn)結(jié)果,菲爾和梅洛決定研究基因的表達(dá)究竟是如何被控制的。菲爾當(dāng)時(shí)在卡內(nèi)基華盛頓研究所工作,他說,對實(shí)驗(yàn)的嗅覺將他和梅洛引入這個(gè)領(lǐng)域。兩人對生命周期只有9天的秀麗隱桿線蟲的實(shí)驗(yàn)研究揭開了這個(gè)謎底。
          他們將一種編碼肌肉蛋白質(zhì)的mRNA注入秀麗隱桿線蟲中,發(fā)現(xiàn)線蟲的行為并沒有由此產(chǎn)生什么變化。攜帶的這種遺傳密碼的mRNA被稱為“正義mRNA”,攜帶反遺傳密碼信息的mRNA則被稱為“反義mRNA”。兩人又將反義mRNA注入線蟲中,同樣沒有發(fā)生什么變化。但是,當(dāng)他們將正義和反義mRNA同時(shí)注入線蟲時(shí),線蟲出現(xiàn)了奇特的顫搐運(yùn)動(dòng)。類似的運(yùn)動(dòng)在編碼這種肌肉蛋白質(zhì)的基因完全缺失的小鼠中出現(xiàn)過。梅洛回憶說:“這是發(fā)現(xiàn)的那一刻,雙鏈RNA沉默了基因!這是多么令人激動(dòng)而有趣的現(xiàn)象!
          為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?原來,當(dāng)正義和反義mRNA相遇時(shí),它們彼此糾纏形成雙鏈RNA。菲爾和梅洛推測:是這種雙鏈RNA分子沉默了攜帶了同樣遺傳信息的基因嗎?他們將攜帶另外幾種線蟲肌肉蛋白質(zhì)遺傳信息的雙鏈RNA分子注入線蟲體內(nèi)。在每次實(shí)驗(yàn)中,攜帶某種遺傳密碼的雙鏈RNA總能沉默含有相同密碼的基因的表達(dá),因此由這種基因編碼的蛋白質(zhì)就不再形成。
          在一系列簡單而出色的實(shí)驗(yàn)后,菲爾和梅洛認(rèn)為,雙鏈RNA能抑制含同樣密碼的特定基因的表達(dá),這種RNA干擾現(xiàn)象可在細(xì)胞間擴(kuò)散甚至能遺傳。他們認(rèn)為這種RNA干擾是一種催化過程。他們的研究結(jié)果發(fā)表在1998年2月19日出版的《自然》雜志上。
          
          揭開謎底
          在此之后的幾年中,菲爾和梅洛開始研究單鏈RNA不能沉默基因的原因,他們揭開了雙鏈RNA干擾機(jī)制的秘密。
          雙鏈RNA被一種名為Dicer的蛋白質(zhì)識(shí)別并與之結(jié)合在一起,Dicer將雙鏈RNA切割成碎片般的小片段。之后,小片段與另一種名為RISC的蛋白質(zhì)結(jié)合在一起,RISC會(huì)去除雙鏈RNA小片段中的一個(gè)鏈,只留下單鏈RNA與自己在一起。結(jié)果,這種RISC復(fù)合體像偵探一樣探測mRNA分子,一旦mRNA與自己的RNA片段所攜帶信息匹配,RISC復(fù)合體就將它與自己結(jié)合起來,然后把它切割片斷并毀滅。對應(yīng)的基因就這樣被沉默了。
          RNA干擾是生命體尤其是低等動(dòng)物對付病毒的一種自然防御機(jī)制。許多病毒含有雙鏈RNA遺傳密碼,當(dāng)這類病毒感染細(xì)胞時(shí),它會(huì)向細(xì)胞注入它的RNA分子,這種分子立即與Dicer結(jié)合,RISC被激活,病毒RNA因此被降解,感染的細(xì)胞得以生存。除了有這樣的防御機(jī)制外,像人類這樣的高等動(dòng)物還發(fā)展出包括抗體、殺手細(xì)胞和干擾素這類的免疫防御系統(tǒng)。
          
          拓展全新領(lǐng)域
          菲爾和梅洛的發(fā)現(xiàn)打開了嶄新的篇章。如今,RNA干擾技術(shù)已被用于調(diào)控人類基因的表達(dá)。我們身體中的幾百個(gè)基因可編碼一種名為microRNA的小RNA分子。這種小分子含有其他基因的幾種密碼,它能形成雙鏈RNA結(jié)構(gòu),激活RNA干擾機(jī)制從而阻斷蛋白質(zhì)的合成。
          科學(xué)家認(rèn)為,RNA干擾技術(shù)不僅是研究基因功能的一種強(qiáng)大工具,不久的未來,這種技術(shù)也許能用來直接從源頭上讓致病基因“沉默”,以治療癌癥甚至艾滋病,在農(nóng)業(yè)上也將大有可為,在最近的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,RNA干擾技術(shù)成功地沉默了小鼠體內(nèi)導(dǎo)致高膽固醇的基因。前景令人興奮,新機(jī)會(huì)還在不斷涌現(xiàn),但也有科學(xué)家警告RNA干擾的潛在危險(xiǎn),比如實(shí)驗(yàn)也顯示它能致死小鼠。研究人員必須在臨床試驗(yàn)中小心謹(jǐn)慎。
          盡管RNA干擾的應(yīng)用方興未艾,但梅爾的興趣仍然在基礎(chǔ)研究上。他說:“至今我們對這種機(jī)制還有許多不了解的地方。如今,看到如此之多不同領(lǐng)域的人都聚集在一起研究這種機(jī)制,這是多么激動(dòng)人心的事。”
          
          化學(xué)獎(jiǎng)講述生命的故事
          
          1965年,18歲的羅杰?科恩伯格與父親阿瑟?科恩伯格和保羅?伯格(Paul Berg)合寫了一篇論文,這是一篇晦澀難懂的論文――《與結(jié)晶性酵母細(xì)胞色素b2相關(guān)的DNA異種性》,但這篇論文注定是一篇非凡的學(xué)術(shù)珍品,因?yàn)檎撐闹械娜蛔髡呦群髽s獲諾貝爾獎(jiǎng):
          
          老科恩伯格與他人分享1959年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),柏格與另外兩人獲得1980年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。2006年,諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予羅杰?科恩伯格一人,以表彰他對真核轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)的研究,他獲獎(jiǎng)的工作于2001年發(fā)表在美國《科學(xué)》雜志上。
          
          生命的故事
          今年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予科恩伯格,因?yàn)樗诜肿铀缴涎芯苛藘?chǔ)存在細(xì)胞核基因中的信息如何被復(fù)制、轉(zhuǎn)送到細(xì)胞的其他地方,用以制造蛋白質(zhì),這個(gè)過程被稱為轉(zhuǎn)錄,他首次在真核細(xì)胞生物中拍攝到了生命中這個(gè)動(dòng)態(tài)過程的真實(shí)照片。
          持續(xù)轉(zhuǎn)錄DNA中的遺傳信息是所有生命的中心過程。因?yàn)镈NA分子位于細(xì)胞核中,它所攜帶的遺傳信息必須復(fù)制到信息RNA分子,再由它帶到細(xì)胞生產(chǎn)蛋白質(zhì)的地方,蛋白質(zhì)構(gòu)建了生命的器官和功能。
          如果轉(zhuǎn)錄過程被干擾,那么細(xì)胞中蛋白質(zhì)的生產(chǎn)就會(huì)停止,生命就會(huì)死亡。比如,一種形狀如傘的毒菌有死亡之帽之稱,因?yàn)閭忝鄙系亩舅貢?huì)抑制在轉(zhuǎn)錄過程中起核心作用的RNA―聚合酶的功能,幾天后,當(dāng)毒素從腸擴(kuò)散到肝和腎時(shí),它們就被損害了。而且,包括癌癥、心臟病和各種不同炎癥的發(fā)生也與轉(zhuǎn)錄過程出現(xiàn)問題有關(guān)。
          身體中所有的細(xì)胞都含有相同的遺傳信息,但為什么不同的細(xì)胞總是各司其職呢?比如皮膚細(xì)胞負(fù)責(zé)皮膚細(xì)胞的更新、肝臟細(xì)胞負(fù)責(zé)肝臟的更新,原因是這些器官中遺傳信息的轉(zhuǎn)錄方式不同。要了解干細(xì)胞為何能分化成不同的細(xì)胞,必須深刻認(rèn)識(shí)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程是如何被調(diào)控的,這也有助于在醫(yī)學(xué)上實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞的全部潛能。
          DNA分子有4個(gè)基本的構(gòu)件,即堿基G、C、A、T,堿基對是由氫鍵聯(lián)結(jié)的一對互相匹配的堿基。RNA也是由相應(yīng)的堿基構(gòu)成。隱藏在這些分子中的遺傳信息是由這些堿基的排列方式?jīng)Q定的。因此,遺傳密碼僅僅由4個(gè)字母組成。
          DNA分子是由堿基對聯(lián)結(jié)起來的雙螺旋分子鏈。當(dāng)DNA雙螺旋分開成單鏈并以此創(chuàng)建RNA鏈的模板時(shí),轉(zhuǎn)錄過程便開始了。一個(gè)基本的問題是:究竟是什么樣的機(jī)制保證RNA的堿基對按對應(yīng)于DNA單鏈的正確序列結(jié)合在一起?答案隱藏在一個(gè)控制這個(gè)過程的特定酶中:RNA―聚合酶。解開這個(gè)謎的人是科恩伯格。
          
          家學(xué)淵源承前啟后
          科恩伯格1947年出生于圣路易斯,是家中的長子,他有兩個(gè)弟弟。12歲時(shí),他隨父親前往瑞典斯德哥爾摩領(lǐng)取諾貝爾獎(jiǎng),當(dāng)父親問他在圣誕節(jié)需要什么時(shí),他說:“在實(shí)驗(yàn)室待一個(gè)星期!
          小科恩伯格1967年畢業(yè)于哈佛大學(xué),1972年在斯坦福大學(xué)獲得博士學(xué)位,之后到英國劍橋跟隨諾貝爾獎(jiǎng)獲得者亞當(dāng)?克魯格和弗朗西斯?克里克攻讀博士后,他的研究對象是真核生物細(xì)胞核中由核酸與蛋白質(zhì)組成的核酸復(fù)合物――染色質(zhì)。他的主要研究領(lǐng)域是生物化學(xué),研究對象是RNA―聚合酶。如今,他是斯坦福大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)教授。
          2001年,科恩伯格創(chuàng)建了第一張RNA―聚合酶的全動(dòng)態(tài)照片。在這幅圖片中,如絲帶般雜亂的分子是RNA-聚合酶,它們支撐著單鏈DNA分子。這些聚合酶分子在保持DNA鏈處于正確位置時(shí)也創(chuàng)建了一個(gè)極小的“空穴”,這個(gè)空穴只允許與DNA鏈上的堿基配對的堿基進(jìn)入RNA鏈,這樣,通過一個(gè)個(gè)的堿基配對,RNA鏈就像拼湊七巧板一樣形成了。
          諾貝爾獎(jiǎng)的公告中稱:“這張照片真正革命性的地方是科恩伯格抓著了轉(zhuǎn)錄的過程。我們在這張照片中看到了RNA鏈的形成過程,DNA分子、聚合酶和RNA在這個(gè)過程中的精確位置!
          這張圖片是怎么創(chuàng)建的呢?科恩伯格采用了一個(gè)絕妙的方法。在RNA鏈的形成過程中,他從溶液中取走其中一個(gè)必需的堿基對,導(dǎo)致RNA鏈在需要這個(gè)堿基對的插入時(shí)因找不到它而將轉(zhuǎn)錄過程停止,然后創(chuàng)建出這些分子的晶體,再用X射線拍照,利用這種照片,計(jì)算機(jī)計(jì)算出分子中原子的真正位置,這張圖片就是由一臺(tái)計(jì)算機(jī)這樣制作出來的。
          今天,為了描述一個(gè)生物分子而將它們制作成晶體并不是一件難事,然而,要在晶體中抓住一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的瞬間卻異常困難,僅僅擁有良好的晶體學(xué)技術(shù)是不夠的。劍橋大學(xué)的轉(zhuǎn)錄專家Steve Jackson贊美科恩伯格的全才風(fēng)格,他對《自然》雜志說:“羅杰采用的方法結(jié)合了生物化學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)和分子遺傳學(xué)和功能研究。”
          
          十年培育酵母細(xì)胞模式
          科學(xué)家們曾經(jīng)相信真核生物與細(xì)菌的轉(zhuǎn)錄過程非常類似,然而,經(jīng)驗(yàn)證明真核生物的轉(zhuǎn)錄過程復(fù)雜得多,第一個(gè)RNA――聚合酶就是從哺乳動(dòng)物的肝臟中提取的,但研究這類分子極為困難。因此,細(xì)菌成為第一個(gè)用于轉(zhuǎn)錄過程研究的生物。
          1965年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予雅克、莫諾和洛夫,以表彰他們對細(xì)菌轉(zhuǎn)錄過程的詳細(xì)描述。除RNA-聚合酶外,還有一個(gè)名為西格馬因子的分子在細(xì)菌轉(zhuǎn)錄過程開始時(shí)是必要的,它附著在RNA―聚合酶上,通過識(shí)別DNA鏈上的特別密碼來告訴RNA―聚合酶遺傳信息的起點(diǎn)和終點(diǎn)。但科學(xué)家們在真核生物中沒有發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的西格馬因子。原來,真核生物中的西格馬因子是5個(gè)不同的分子復(fù)合體,它們統(tǒng)稱為普通轉(zhuǎn)錄因子,然而,尋找并提取這5個(gè)轉(zhuǎn)錄因子是一件辛苦的工作。
          科恩伯格在這一階段的貢獻(xiàn)是發(fā)展了用于實(shí)驗(yàn)室研究的全新酵母細(xì)胞體系。酵母像人類一樣是真核生物,但它比其他真核生物更容易操作,盡管如此,科恩伯格小組用了10年的時(shí)間才培育出適合用于轉(zhuǎn)錄過程研究的酵母細(xì)胞系統(tǒng),功夫不負(fù)有心人,這個(gè)系統(tǒng)讓他得以提取出充足的RNA―聚合酶和其他轉(zhuǎn)錄因子,并將它們制作成晶體。
          在這個(gè)酵母細(xì)胞系統(tǒng)中,科恩伯格還發(fā)現(xiàn)了控制轉(zhuǎn)錄過程開關(guān)的另一種分子復(fù)合體――調(diào)節(jié)器,它指揮特定遺傳密碼的開或閉,從而只轉(zhuǎn)錄特定的信息,如生成肝臟或腎臟的信號。諾貝爾獎(jiǎng)公告稱調(diào)節(jié)器的發(fā)現(xiàn)是“認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)錄過程的一個(gè)真正里程碑”。
          
          物理學(xué)獎(jiǎng)回眸宇宙嬰兒時(shí)代
          
          2006年10月3日,瑞典皇家科學(xué)院決定將今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)共同授予美國航天局(NASA)戈達(dá)德飛行中心的約翰?馬瑟和加州大學(xué)伯克利分校的喬治?斯穆特,以表彰他們“發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體形式和各向異性”。
          “馬瑟和斯穆特借助美國1989年發(fā)射的COBE(宇宙背景探測)衛(wèi)星作出的發(fā)現(xiàn),為有關(guān)宇宙起源的大爆炸理論提供了支持,將有助于研究早期宇宙,幫助人們更多地了解恒星和星系的起源。他們的工作使宇宙學(xué)進(jìn)入了‘精確研究’時(shí)代。”諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C發(fā)的公報(bào)如是說。
          宇宙是怎么形成的?
          宇宙是在什么時(shí)候以什么方式誕生的?它又如何變得浩瀚無邊呢?
          
          1917年,愛因斯坦將廣義相對論引力場方程應(yīng)用于宇宙的結(jié)構(gòu),在假定宇宙是無限大、均勻的前提下,他發(fā)現(xiàn)方程的解是不穩(wěn)定的,表明宇宙在膨脹或收縮,但他認(rèn)為宇宙應(yīng)該是永恒、穩(wěn)定的,因此給方程加入一個(gè)起斥力作用的“宇宙學(xué)常數(shù)”,得到一個(gè)靜態(tài)宇宙模型。
          1922年,俄國數(shù)學(xué)家A Friedman證明“宇宙幾乎不可能是靜止的”,并求得不含“宇宙常數(shù)”項(xiàng)的愛因斯坦引力場方程,表明宇宙實(shí)際上是無限膨脹的。1927年,根據(jù)愛因斯坦方程和Friedman的結(jié)果,比利時(shí)傳教士和天文學(xué)家喬治?勒梅特預(yù)言:過去的宇宙比今天的宇宙占有更小的空間,并且宇宙有一個(gè)起始點(diǎn)――“原始原子”。1927年,愛德溫?哈勃觀察到遠(yuǎn)方星系的紅移現(xiàn)象,支持了宇宙膨脹的觀點(diǎn)。
          20世紀(jì)40年代,俄國天體物理學(xué)家喬治?蓋莫夫和其博士生拉爾夫?阿爾菲及赫爾曼等提出,宇宙起源于約100億~150億年前一次猛烈的大爆炸,隨著膨脹而溫度降低,構(gòu)成物質(zhì)的元素相繼形成。1949年,他們進(jìn)一步解釋,大爆炸后的宇宙逐漸冷卻,現(xiàn)在溫度為絕對溫度2.7度(約攝氏零下270度),而且預(yù)言大爆炸留下了“余溫”,宇宙微波背景輻射是大爆炸的“余溫”,它均勻分布在整個(gè)宇宙空間中。
          1965年,貝爾實(shí)驗(yàn)室的兩位天文學(xué)家阿農(nóng)?彭齊亞斯和羅伯特?威爾遜發(fā)現(xiàn)了宇宙背景輻射,成為支持宇宙大爆炸留有“余溫”的證據(jù),兩人因此獲得1978年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
          
          黑體的起源
          根據(jù)大爆炸理論,宇宙形成于一個(gè)強(qiáng)烈的熱源,這個(gè)熱源釋放出強(qiáng)烈的輻射, 隨著宇宙的成長,輻射以特定的方式按不同波長向外擴(kuò)散,光譜的形狀取決于釋放時(shí)的溫度。但即使不知道釋放時(shí)的溫度,也可精確預(yù)測光譜的形狀,科學(xué)家們將這種輻射稱為黑體輻射。
          大爆炸理論預(yù)言,宇宙開始釋放和發(fā)射射線時(shí)的溫度約為3000度,隨著宇宙的膨脹,背景輻射漸漸冷卻,但原始的黑體輻射光譜形狀會(huì)保留下來。這意味著我們有可能探測到這些上百億年前的輻射,如果能探測到,將是大爆炸理論很好的證明。但探測到這些從遙遠(yuǎn)空間和遙遠(yuǎn)過去來到地球的微弱輻射信號是極困難的事情。
          人類對宇宙微波背景輻射的第一次測量是在山頂上進(jìn)行的。馬瑟說:“從地面進(jìn)行良好的觀察非常困難,因?yàn)榈厍虻拇髿鈱訒?huì)吸收輻射,而且有些波長輻射不能穿越大氣層,大氣層還會(huì)釋放自己的輻射,這樣會(huì)讓事情非;煜K,到太空中去觀察是很重要的,因?yàn)槟莾豪淝宥察o!倍,在太空中可對宇宙的所有方向進(jìn)行探測。
          
          從地面到天空
          1974年,NASA邀請宇航員和宇宙學(xué)家遞交以空間為實(shí)驗(yàn)基地的項(xiàng)目建議書。馬瑟等提出了COBE項(xiàng)目,并領(lǐng)導(dǎo)形成了包括科學(xué)家和工程師等在內(nèi)的1000多人的龐大團(tuán)體。
          在這個(gè)項(xiàng)目中,馬瑟還是衛(wèi)星遠(yuǎn)紅外線絕對光度計(jì)的負(fù)責(zé)人,這個(gè)設(shè)備用于研究背景輻射的黑體光譜形態(tài)。斯穆特是另一決定性設(shè)備的負(fù)責(zé)人,探尋微波背景輻射在不同方向的微小溫差。
          NASA最初打算用航天飛機(jī)將COBE送入太空,但1986年“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)爆炸的悲劇發(fā)生后,美國航天飛機(jī)停飛,COBE衛(wèi)星的未來陷入危境。馬瑟和斯穆特與同事們以高超的談判技巧,為項(xiàng)目組專門爭取到一枚火箭,最終于1989年11月18日將COBE送入太空。
          在開始測量9分鐘后,COBE探測到了完美的黑體輻射光譜。1990年1月,當(dāng)馬瑟在一個(gè)會(huì)議中展示這條曲線時(shí),與會(huì)人員起立歡呼。COBE測量到的這條微波背景輻射曲線最終被證明完全符合黑體輻射特征,它的波長對應(yīng)于絕對溫度2.7度(零下270.46攝氏度)的光譜。
          今年10月3日,當(dāng)馬瑟被問及如何與研究團(tuán)隊(duì)?wèi)c祝諾貝爾獎(jiǎng)時(shí),他說:“這是一個(gè)好問題,我需要和他們商量!
          
          星系的誕生
          但這只是COBE的部分成就。斯穆特負(fù)責(zé)的實(shí)驗(yàn)是尋找微波背景輻射在不同方向的微小溫差。宇宙中微波背景在不同方向的微小溫差可以提供一種新線索,告訴我們星系和恒星是如何出現(xiàn)的。為什么宇宙中的物質(zhì)會(huì)集中于一個(gè)特定地方而不是像淤泥一樣均勻分布呢?這個(gè)小小的溫度就是物質(zhì)的始聚點(diǎn),一旦這一過程開始,重力開始發(fā)揮作用:物質(zhì)吸引物質(zhì),恒星和星系就形成了。然而,沒有這個(gè)開始機(jī)制,今天的銀河系、太陽和地球都不會(huì)存在。
          當(dāng)COBE項(xiàng)目開始尋找這樣的溫差時(shí),有人預(yù)言這個(gè)溫差在千分之一攝氏度,但事實(shí)比猜想更艱難:在COBE的建造過程中,有研究人員報(bào)告說,受暗物質(zhì)影響,這個(gè)溫差在萬分之一攝氏度的范圍內(nèi)。
          尋找如此之小的溫差是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。即使重新設(shè)計(jì)COBE的設(shè)備,來自COBE的結(jié)果也非常不確定,而且比想象的更難解釋。因?yàn)檫@個(gè)溫差太小而難與不相關(guān)的噪音分開,怎樣才能知道它們是真正的溫差呢?1992年,斯穆特向世界宣布,他發(fā)現(xiàn)了“漣波輻射”:宇宙微波背景輻射溫差為十萬分之幾,這表明宇宙早期存在微波的不均勻性,它導(dǎo)致了物質(zhì)的形成。這是迄今為止大爆炸最強(qiáng)有力的證據(jù)。
          1992年4月29日,英國物理學(xué)家斯蒂芬?霍金在接受《時(shí)代》周刊的采訪時(shí)說,COBE的結(jié)果“如果不是有史以來最偉大的發(fā)現(xiàn),那么也是20世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)。”
         。10月9日《科學(xué)時(shí)報(bào)》,標(biāo)題有改動(dòng))

        相關(guān)熱詞搜索:美國 花落 三諾 2006年三諾獎(jiǎng)花落美國 三花落 花落三千

        版權(quán)所有 蒲公英文摘 smilezhuce.com