第21章
◆太陽係外最小行星
美國賓夕法尼亞大學和加利福尼亞理工學院天文學家阿列克斯·沃爾茲森和馬采伊·科納茨基博士宣布在太陽係外發現已知行星中最小的一顆行星，正好位於沃爾茲博士1992年發現第一顆外行星附近的恒星旁邊。
令人難以置信的是，在沃爾茲森和科納茨基博士研究的係統中心有一顆中子星即脈衝星，其編號為PSRB1257+12，位於室女星座。脈衝星是新星爆發之後的超密實殘餘，天文學家認為，在脈衝星所在處有一顆在1500年前爆發的巨大恒星，如果確是這樣，則在該恒星周圍就會存在有行星。
該係統在比例上很像縮小的太陽係：圍繞脈衝星旋轉的頭3顆行星彼此間分布距離幾乎相等，就像太陽係中頭3顆行星（水星、金星和地球）分布一樣。隨後第4顆行星位於比第3顆行星遠6倍的地方，其質量比冥王星小5倍。不過，其餘行星的大小是以更小的固體行星確定相互關係，而不是氣體龐然大物。
現在天文學家直接利用光學儀器隻能發現最巨大的行星，首當其衝就是氣體龐然大物，較小的行星隻能通過計算它們對恒星的引力作用這種間接方法來發現。其實，對於普通恒星來說這也是一個非常困難的過程，而脈衝星比恒星稍微簡單些，問題在於脈衝星會輻射高頻穩定無線電脈衝，因此能成功發現脈衝星的振蕩，振蕩的原因就在於其擁有小行星大小的天體。
在中子星軌道上存在行星這一事實一方麵說明，擁有相當地球質量的行星的誕生與氣體龐然大物相比是經常的，天文學家估計，在中子星軌道上分布有不少於5%最接近我們太陽狀恒星。另一方麵，沃爾茲森博士認為，這也說明，要形成行星必需一些特殊條件，而在這種情況下誕生這些行星是極罕見的現象。例如天文學家收集的大量資料表明，在太陽係形成的過程中附近的超新星爆發起有重要作用，未來的研究將會證明其正確與否。
◆移動最慢的星係
美國的科學家已經發現了“移動”最慢的星係。這個被命名為M33的星係，位於仙女星座，遠離地球240萬光年，圍繞另一星係轉動。科學家使用了美國的“很長基線天文望遠鏡係列”經過2年半的長期觀測，才發現M33星係。它的“移動速度”很慢，在一年時間內才轉動了千分之八度。這一速度相當於一個在火星表麵上爬行的蝸牛的速度的1／100。
對該星係所測量的“移動速度”隻是天文學家所觀測到的該星係在星空平麵移動的速度，也稱為“橫向速度”，並不是星係實際的速度。星係距離地球越遠，它的“橫向速度”也就越小，因此測量難度極大。這一結果是科學家第一次對遠離銀河係的星係得到“橫向速度”的數據。
“很長基線天文望遠鏡係列”由10個鏡頭直徑為25米的射電天文望遠鏡組成，這些望遠鏡分布在從夏威夷經過美國本土到加勒比海地區的廣大地區，它們整體組合起來形成的分辨度很高，以至於人們能夠看清遠在幾千公裏外的一張報紙。正是由於具有這樣高的分辨度，科學家才能發現移動速度如此之慢的M33星係。到目前為止“很長基線天文望遠鏡係列”是惟一的能進行這樣測量的天文望遠鏡。
◆中子星表麵的旋轉熱斑
歐洲XMM-NewtonX射線太空望遠鏡首次在3顆孤立的中子星表麵上發現旋轉的熱斑，這3顆中子星（PSRB0656-14、PSRB1055-52和Geminga）距地球分別為800、2000和500光年，照片所示的是其中一顆中子星——Geminga。上述3顆中子星原先都是著名的X射線和伽馬射線強烈輻射體。
眾所周知，中子星是非常小的超密實天體，主要由中子組成。中子星是在超新星爆發之後形成的，爆發恒星外層向周圍太空噴濺，而殘餘的核心會壓縮成一個直徑為幾十千米的小球。中子星的自轉非常快，在中子星誕生時具有非常高的溫度，隨後中子星表麵溫度逐漸降低，經過10萬年後其溫度不會超過100萬度。
理論上，天體物理學家早已認為存在有某種物理機理——中子星發出的電磁能量在某些地方可以像漏鬥一樣集中返回恒星表麵，這些區域在吸入能量，或是“熱斑”會再次被加熱，這些區域表麵的溫度會變得比其他表麵溫度高得多。但是上述現象僅是理論層麵的，此前從沒有實際直接觀察到過，因此XMM-NewtonX射線太空望遠鏡的發現在中子星“熱地理學”上引發了一場革命。
從事XMM-NewtonX射線太空望遠鏡照片研究的天文學家將Geminga中子星表麵分成10個楔形區域，並測量每個楔形區域的溫度後查明，每個楔形區域的輻射能量在周期性地增大和減小。此外，在這顆中子星表麵還發現了直徑從60米至1千米不等的“熱斑”，並且在距地球幾百至幾千光年處的中子星表麵上，這種“熱斑”還是首次被天文學家發現。
◆地球存在金屬內核
美國加利福尼亞大學和日本東京大學首次證實地球固體金屬內核的存在，金屬內核是根據地震“透視”資料發現的。以前地核的存在是通過我們地球結構模型的一係列間接特征推測的，但是從沒有被實驗證實過，而現在科學家借助於德國Grfenberg地震網成功地“看見”了地球內核。
在與德國相對的地球另一麵——太平洋南部發生的地震成為指向地核地震波的“線索”，盡管地震頻繁發生，但利用地震獲得地核“形態”的方法也極為複雜，因為地震中心位於地下深處，強烈的地震波能在一定周期內形成並沿一定的方向傳導，而地核本身還不到地球體積1%，因此也很難與地震波相遇。
總之，地震波會從洋底地殼進入地幔，然後穿越液態外部地核，而後地震波又會再次到達外部地核，來到地幔並接近地殼，最後被設置在地球另一麵的德國的傳感器所記錄。在穿越地球各主要部分分界線時，地震波會不斷地改變波的類型（從縱波變到橫波，或相反），同時會像光線在通過棱鏡時發生折射一樣偏向其它方向。
反映在地震網上的這些特征能使科學家發現地核的存在，還發現地震點到德國的角度不是180°，而是140°。假如地球是均勻同質的，則地震波應該準確地沿直徑方向通過地心。
◆高效率微型冷卻係統
美國帕杜大學伊薩姆·馬達瓦爾教授及其同事研製成一種換熱器，雖然麵積僅有6平方厘米，而散熱量卻與家用冰箱不相上下。
眾所周知，在戰場嚴酷條件下使用的計算機、小型大功率雷達和激光器都需要高效率的冷卻係統，而傳統風扇已經不足以擔此冷卻任務，根據來自電子部件的熱量流，散熱功率需要每平方厘米1千瓦。
解決辦法可能隻有研製微型冷卻係統，其工作原理與帶有壓縮機、致冷劑和換熱器的普通冰箱相同。
馬達瓦爾教授研製出一種微型溝槽換熱器，即在小麵積換熱器上設置幾百條溝槽，每條溝槽寬0.23毫米、深0.7毫米。馬達瓦爾教授指出，致冷劑流通過這樣的裝置時可以散發大量的熱量。
但是在微型溝槽換熱器進入批量生產之前，研究人員將需要通過大量實驗，弄清楚在致冷劑流通過該裝置時發生作用的過程細節。
研究人員相信，微型溝槽換熱器不僅適用於軍事領域，隨著計算機微電路中零件集成密度的不斷增加，其對冷卻係統效率的要求也會越來越高，而微型溝槽換熱器也將有更廣闊的用途。
◆勘探石油新方法
俄羅斯莫斯科大學地質係教授馬爾科與俄羅斯西北股份有限公司合作，研製出通過太陽風勘探石油和礦藏的方法。
我們生存的地球被產生自太陽風的交變電磁場包圍，就像一個巨大的、內部能產生交流電的導體，而這個電流的值和電場與磁場之間的關係取決於礦山的成分和結構。
因此，對地球內電流觀察的結果含有被研究區域地質結構的信息，也稱為大地電磁信息，該信息中包含了地球結構的不均勻性，這種不均勻性促進了石油、天然氣和礦藏的沉積，分析工業上獲得的勘探數據就能快速準確地找到油氣和礦藏的位置。
分析大地電磁數據是一項非常複雜和勞動量大的工作。首先，很難區分其中來自自然界技術性的電磁幹擾和失真信息；其次，為了能夠正確的釋義觀測結果，還需要了解地質結構如何影響著電磁場的變化。
該方法有兩個顯著特點：第一是速度快。借助該方法可首先快速估計某區域是否有油氣或礦藏，然後縮小範圍，再進行詳細地勘探。上個季節內獲得的數據快速分析後可以用於下季節，整個過程僅用幾個月時間就可以完成；第二是使用計算機程序進行分析。盡管國際上已經開發出一些計算機分析程序，但這次研製的程序更快，更可靠。
◆土星光環中隱藏的未知衛星
於1997年發射空的“卡西尼”號探測器發現了一顆原先未知的土星衛星，天文學家指出，這顆小衛星“隱藏”在土星一條外部光環中。
“卡西尼”號探測器對該衛星進行了拍攝，傳回的照片使天文學家能大致計算出這顆衛星的大小與亮度等級。
這顆取名為S/2005S1土星衛星的直徑為7千米，大約反射射入其表麵光線的一半光線，這對於扇形太空中的天體來說是很普通的特征。該衛星軌道直徑距土星中心137000千米，位於土星一條最明亮光環外緣深250千米的地方，而該區域被天文學家稱為基萊爾盲區。
“卡西尼”號探測器是從距土星110萬千米外拍攝的S/2005 S1衛星，照片分辨率為每線8千米。天文學家認為，土星還擁有大量不為人知的衛星，科學家早已預言，在這個扇形太空中存在有土星衛星。
◆宇宙中的自然激光
澳大利亞一台射電望遠鏡發現宇宙中的“自然激光”。位於距地球15000光年的B1641-45脈衝星在發射頻率為1720兆赫的相幹無線電波。
B1641-45脈衝星發現於1967年，出現在天空固定點的嚴格周期性信號被認為是地外文明建立聯係的企圖，但後來查明：中子星的快速旋轉在自己的磁場軸線方向發射無線電波。通常，這磁場軸線方向旋轉軸不重合，恒星特性與“閃光燈標”特性相似。
澳大利亞皇家學院喬埃爾·韋斯貝格博士及其同事注意到，B1641-45脈衝星不像原先的脈衝星：在它與地球之間有星際氣團。脈衝星自身的輻射激活稀薄物質，光譜發現被分成兩部分：表現很弱的信號屬於中子星本身，而很強的窄峰（即該頻率無線電波“痕跡”）說明是氣體的“二次”輻射。
20世紀中葉微波激發器（無線電激光）的發明者曾利用了類似效應：借助於普通不相幹無線電波激發氣體容器中的原子，然後產生相同波長和相同的同步輻射，但是迄今一直沒有能在自然界找到這樣的輻射源。
天文學家認為，人類可以為了自身利益利用這一新效應：星際氣團是不錯的放大器，借助它可以向遙遠的星係地段發送無線電報。
◆功能強大的激光器
目前德國電子同步加速器研究中心研發出一個功能強大的激光器，它使科學家們朝著觀察化學反應過程的目標又邁進了一步。
在位於漢堡的德國電子同步加速器研究中心“DESY”，一個由多國科學家組成的研究小組開發出了這個自由電子激光器。它由一個250米長的加速裝置和一個30×50米大小的實驗廳組成。在一個0.1×0.1毫米大小的單位元件內產生一個有100億個電子的電子包，經過加速，達到接近光速的水平，然後穿過一個長長的磁鐵結構。其中，電子被送入一個波浪式傳播的滑道中，產生光。光將幫助電子最終都協調一致地震動，從而發出激光。
這一波長很短的激光可以觀察到納米世界，它將協助研究人員開展自然科學領域內一係列廣泛的實驗，從物理、化學到材料科學，以及地質研究和生命科學。據悉，直到2008年，德國將是世界上唯一擁有這種激光的國家。
這一新型激光器隻是一個更大研究項目的一部分。這一項目的目標是能夠拍攝到正在進行中的化學反應或者生物分子的運動。為此，微粒將在一個3.3公裏長的地下管道中得到加速，隨後接近光速的高速微粒將發出X光，為最終獲得原子係統的結構和動力學信息提供重要手段。這一管道目前正在漢堡附近進行建設中。
◆球形機器人
目前中國自主研製的球形機器人已經誕生，成為世界機器人大家族的新成員。據悉，球形機器人在該領域處於國際先進水平。
經過幾年的艱苦努力，我國開發出了擁有自主知識產權、國內首創且具有國際先進水平的球形機器人。北京大學相關機構對球形機器人進行了全麵檢測，結果表明，目前該結構的球形機器人在國內外尚無先例，屬創新性研究。