2023年，那些最令人惊叹的发现

2023年，各个领域的科学家们继续为我们书写着那些引人入胜的故事。从最古老的黑洞到最重的动物，再到最古老的骑手，现在，让我们一同回顾那些最令人惊叹的发现：‍‍‍‍‍‍

最古老的黑洞

（图/Chandra & JWST）

在宇宙的138亿年历史中，星系自诞生后便一直在演化。今天我们知道，在几乎所有的星系中心，都隐藏着一颗超大质量黑洞——这些黑洞的质量是太阳质量的数十万倍，甚至数十亿倍。

今年，天文学家在星系UHZ1的中心发现了一个迄今为止观测到的最遥远的、最古老的超大质量黑洞。这个黑洞距离地球132亿光年，可以追溯到宇宙大爆炸发生仅4.7亿年后。这一发现将有助于天文学家揭示宇宙中第一批超大质量黑洞究竟是如何形成的。

最遥远的恒星

（图/NASA, ESA, CSA, D. Coe,B. Welch,Z. Levay）

埃兰迪尔（Earendel），是哈勃空间望远镜发现的迄今为止最遥远的恒星。它发出的光经历了129亿年才抵达我们的视线，这意味着这颗恒星在宇宙形成的第一个10亿年内就发出了光芒。由于宇宙一直在膨胀，所以这颗恒星距离我们并不是简单的129亿光年，而是280亿光年！

今年，韦布空间望远镜对埃兰迪尔的初步观测显示，这颗恒星是一颗巨大的B型星，温度是太阳的两倍多，亮度是太阳的100万倍左右。

最遥远的快速射电暴

（图/ESO/M. KORNMESSER）

快速射电暴（FRB）是一种强大的射电脉冲，它们的持续时间非常短暂，仅在毫秒之间。自2007年首次探测到FRB以来，天文学家不断地捕捉到这些强烈的射电波暴发事件，其中大多数FRB都来自相当遥远的星系。尽管已经捕捉到很多FRB事件，但与它相关的许多谜题还等待被解开。‍‍‍‍‍‍

今年，天文学家发现了迄今为止传播得最遥远的FRB。这一事件被命名为FRB 20220610A，在它被地球上的望远镜捕捉到之前，已经在宇宙中穿行了约80亿年。

最重的动物

（图/Alberto Gennari）

巨像秘鲁鲸（Perucetus colossus），是鲸豚类动物中的一种。这种消失已久的远古鲸鱼可以追溯到大约3900万年前。

科学家在秘鲁沙漠挖掘到了18块巨像秘鲁鲸的骨头，包括13块椎骨、4根肋骨和右臀的一部分髋骨。这些骨头都非常大，比同时期的所有其他鲸的骨头都要大得多。通过计算表明，巨像秘鲁鲸的总重量可能在85~340吨之间。如果这个上限是正确的，那么巨像秘鲁鲸将是有史以来最重的动物。

最古老的木质结构

（图/Nature）

人类最早是从什么时候开始建造木质结构的建筑的？答案比之前认为的都要更早。今年，科学家在赞比亚的卡兰博瀑布考古遗址，挖掘出了保存完好的木材，这些木材至少可以追溯到47.6万年前——这比我们智人的进化还要早。

通过分析木头上的石器切割痕迹，研究人员认为，这些被改造过的大原木，可能是平台的基础或住宅的一部分。这是世界上最早的可以证明了人们故意将原木组装在一起的证据。在如此古老的遗址中很少发现木材，因为它们通常会腐烂、消失，但在卡兰博瀑布，高水位让这些木材得以永久地保存。

最古老的足迹

（图/Charles Helm）

20多年前，由5万多年前的人类祖先留下的足迹是非常罕见的。在当时，放眼整个非洲，也只有四个存在古人类踪迹的考古遗址。20多年后的今天，情况已经大不相同。在非洲，能追溯到5万多年前的古人类遗址已多达14个，其中5个分布在东非，还有9个集中在南非。

2023年，科学家通过对南非遗址群中的7个古人类遗址进行年代测定，发现了迄今为止属于智人（Homo sapiens）的最古老的足迹。这些古老的痕迹的年代跨度很大：最近的可以追溯到大约7.1万年前，最古老的可以追溯到15.3万年前。

最古老的骑手

（图/Michał Podsiadło）

使用马作为交通工具，是人类文化发展中的一个决定性事件，它标志着人类历史的一个关键转折点。此前，由于骑马并不一定要有什么标志性的专门设备，因此大多数相关的考古研究都集中在马匹本身，而非骑手。

2023年，在对大量考古遗址进行细致的勘验后，考古学家开发了一套“骑马综合征”：它以6项人类骨骸的特征作为骑马活动的指标，用来判断史前古冢中的人是否在过去可能存在骑马行为。在匈牙利一处约公元前4300年的墓冢中，显示出了6种骑马特征中的4种的墓冢主人，可能是目前发现的最古老的骑手。

最精确的计时器

（图/CERN）

原子钟是目前世界上最精确的计时器，它利用的是电子的能量跃迁来计时。就像原子中的电子一样，原子核中的质子和中子也占据着离散的能级，因此原子核也有类似的跃迁。这种跃迁有望带来一种比原子钟更精确的时钟——核钟。然而，建造核钟却是项非常艰巨的任务，因为观察这种核跃迁并精确地知道能级的能量差，是极其困难的。

核跃迁的一个特征是发射光子，通过测量这个光子，可以精确地测得核跃迁的能量。今年，物理学家通过改变钍-229发射光子的概率，终于探测到了跃迁发射出的光子，为核钟的发展迈出了至关重要的一步。

最热的物质状态

（图/STAR）

夸克和胶子是宇宙中的基本粒子，它们在自然界中的基本力之一——强力的作用下紧紧束缚在一起，形成质子和中子这样的复合粒子。若想要分离这些复合粒子，唯一的方法是在实验室中创造一些最热的物质状态，即夸克胶子等离子体（QGP）。

在现代物理学研究中，物理学家必须通过一些特殊的装置，比如相对论重离子对撞机（RHIC），才能够研究QGP。在实验过程中，探测一种被称为（upsilon）的粒子是确定对撞是否产生了QGP的理想粒子。今年，科学家首次在RHIC上测量了三种粒子的抑制，发现了预期的模式。

睡得最少的哺乳动物

（图/Brocken Inaglory /wikimedia commons）

北象海豹是世界上最优秀的潜水员之一，它们大部分时间都在海上度过。多年来，科学家一直困惑于长时间在海上觅食的北象海豹，是如何获得足够的睡眠的。因为与鲸类动物和“有耳”的海豹（如海狮）不同，海象不能进行单半球睡眠，即一半脑休息，另一半脑保持警觉。

2023年，科学家们首次记录了北象海豹的脑活动，发现北象海豹在海上每天平均只睡2小时不到。有别于其他海洋哺乳动物的是，它们会进入完全的快速眼动睡眠，呈现出睡眠麻痹状态。而且它们会潜入大约300米深的海洋中入睡，这个位置位于它们的捕食者所占据的深度以下。

#创作团队：

撰文：原理

排版：雯雯

#图片来源：

封面图：Chandra & JWST

首图：Alberto Gennari