欢迎收看一周科技。本周,美国加州人民体验到了“一觉醒来仿佛移民火星”的橙色天空。而这现象背后,是今年燃烧面积打破历史记录的山火。


32亿像素


本周,美国SLAC国家加速器实验室的研究人员给菜花拍了一张巨大的照片——这张照片原图有32亿像素,需要378块4k显示屏才能呈现它的完全体[1]。


LSST Camera team/SLAC National Accelerator Laboratory/Rubin Observatory


其实,这是人们在对天文望远镜的焦平面图像传感器阵列进行测试,这些传感器即将成为正在建造的薇拉鲁宾天文台的核心部件。正式运行时,天文望远镜的透镜负责将图像投射到图像传感器阵列上,不过现在它们还没有组装完成。因此,研究者利用十分复古的小孔成像对传感器阵列进行了单独测试,拍下了包括宝塔菜花在内的数张测试照片。选中宝塔菜花,是因为它的表面具有丰富的细节。


另一张测试照片翻拍了天文学家薇拉鲁宾的老照片 | SLAC National Accelerator Laboratory


当然,此处的配图显然不是原大小。想看原图,可以到SLAC的网站[2]。这些测试照片的清晰度可能并不像你预想的那样高,不过把图像放大依然能发现有趣的小细节:例如宇宙射线留下的微小亮斑,以及灰尘颗粒造成的衍射图像。


橙色天空


本周,美国加州地区出现了橙红色的天空——这是因为加州正在经历创纪录的大火。


Bay Area Air Quality


截止到9月10日,今年的加州山火已经烧过了310万英亩的土地,造成至少12人死亡、超过3900座建筑物被毁[3]。不仅山火总面积创下历史之最,加州史上最大的20起火灾中,就有6起发生在今年;史上第二大和第三大的火灾同时发生。大火带来了极度高温,某些地区甚至接近50摄氏度。同时,烟雾颗粒弥漫在空中散射蓝光,只有波长更长的橙红色光可以到达地面,由此造成了“橙色天空”的诡异场景。


根据2019年的一份报告,过去5年中,加州每年被烧毁的土地面积增长了5倍,这很可能与气候变暖有关。目前的干旱气候将让火灾高峰延续至本月中旬,预计月底的降温和雨水将是一个喘息的机会,但10月的大风又将让加州面临山火风险。


野生动物减少


监测数据显示,哺乳动物,鸟类,鱼类,两栖动物和爬行动物种群规模普遍出现了大幅下降| livingplanet.panda.org


本周,世界自然基金会(WWF)发布了《地球生命力报告2020》,这个两年一度的报告通过对4392个脊椎动物物种的监测反映全球生物多样性的变化趋势。报告显示,在1970-2016年间,监测范围内的20811个动物种群规模平均下降了68%,而淡水生物种群的下降更是多达84%[4]。破坏森林用于耕地、气候变化、过度捕捞、污染等人类相关因素都与这种下降趋势密切相关。


最低体温


鸟类的最低体温被刷新了:一种蜂鸟在夜晚的体温仅为3.26℃,比白天低了30多摄氏度[5]。


夜晚体温可低至3.26℃的黑辉尾蜂鸟(Metallura phoebe)| Manuel Roncal-Rabanal


这类蜂鸟生活在秘鲁安第斯山脉海拔5000米的高山上,这里野花丰富,捕食者少,最大的问题是夜晚常常降温至冰点。为了适应这种环境,蜂鸟演化出了“变温”机制。研究者将6个物种的26只蜂鸟放在笼中过夜,用微型温度计插入蜂鸟泄殖腔测温。结果发现,蜂鸟白天体温在40℃以上,但夜晚体温可低至3.26℃。在夜间降低体温,这能帮助它们节约能量。与体温变化同步,这些蜂鸟的心跳也经历着过山车式的变化:白天心跳可达每分钟1200次,而夜晚则低至每分钟40次。当日出来临,蜂鸟开始振动肌肉,以每分钟1度左右的速度升温。


自带散热


芯片太热怎么办?在本周发表于《自然》的一篇论文中,研究者们提出了高效散热的新思路:直接把芯片与液体冷却系统整合到一起,制造自带冷却管道的微芯片[6]。


动画演示:芯片中的自带液体冷却系统 | V. Navikas


在微芯片加工时,研究者们直接在芯片的硅基板材料中制造出了微流控管道系统,让冷却液体从中通过带走热量。将芯片与冷却系统的设计加工整合到一起,这样可以让冷却系统最大限度贴近容易发热的区域,从而提高散热效率。初步测试显示,这种与芯片融为一体的散热系统性能系数(COP)大幅提升,可达到传统设计的50倍。


参考文献

[1]https://www6.slac.stanford.edu/news/2020-09-08-sensors-world-largest-digital-camera-snap-first-3200-megapixel-images-slac.aspx

[2] https://www.slac.stanford.edu/~tonyj/osd/public/romanesco.html

[3]https://www.fire.ca.gov/daily-wildfire-report/

[4]https://www.wwf.org.uk/living-planet-report

[5]https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsbl.2020.0428

[6]https://www.nature.com/articles/s41586-020-2666-1


作者:麦麦,窗敲雨

编辑:窗敲雨


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