地球上10个最大的科学实验

有时科学需要走得更好。从跨越地球的望远镜到粒子加速器，这些望远镜需要24小时才能走动，这些实验是有史以来最大的进行的。

宇宙重力场中的涟漪，称为引力波，是大型银河事件的残余物，例如黑洞碰撞和合并中子星。这些波浪甚至可能记录大爆炸的回声。要检测它们，科学家需要大型设备，例如 激光干涉仪重力波观测站 （Ligo）。

Ligo由两种大型乐器组成，每块具有两个2.5英里长（4公里）的臂。这些乐器大约在华盛顿州和路易斯安那州 1,900英里（相距3,000公里）。手臂是激光干涉仪，以L形排列。单个激光束分为一半，每半部分送出一只手臂。在每个手臂的末端是一组镜子，每半射线横梁在几百次弹跳，然后向上抬起手臂，使它们团聚。

通过研究干扰模式＆mdash;光波的峰值和槽的方式结合了＆mdash;科学家可以确定在实验期间是否发生了引力涟漪。如果是这样，他们可以详细研究。手臂越大，仪器越敏感，这就是为什么Ligo拥有 有史以来最长的激光干涉仪。

Ligo从合并中发现了各种神秘的银河现象 中子之星和（可能）超级灯黑洞 多个 中子星之间的碰撞。（它也检测到 在冰柱上啄食的乌鸦群 在华盛顿工厂＆Mdash;观察结果对宇宙的动力学影响更少。）

有关的： 为了狩猎引力波，科学家必须创造地球上最安静的地方

要研究很小的，科学家有时必须使用非常大的乐器。他们没有比 大型强子对撞机 （LHC），世界上最大的粒子加速器。由欧洲核研究组织CERN运营，该16.7英里直径（27公里）环由四个探测器，称为Atlas，CMS，Alice和LHCB。适合其位置，7,700吨（7,000公吨）地图集是 有史以来最大的粒子探测器。该仪器测量当科学家以高速zap粒子横梁彼此zap zap，产生碰撞，造成碰撞，从 希格斯玻色子。

LHC夸大了 10,000吨（9,000吨）铁 在其磁系统和足够的尼伯族电缆中，可以延伸至太阳，然后再返回六次，然后在地球和月亮之间再延伸几次。它也是地球上最大的，最冷的冰箱，因为磁铁必须保持在456.25华氏度（负271.25摄氏度）的负456.25摄氏度上，比外层空间稍冷。

每年通过燃烧化石燃料将大量的二氧化碳（CO2）泵入大气中，人类的表现非常大。而且非常不受控制＆mdash;实验。在亚马逊雨林中，研究人员正试图在自己的大型实验中处理这些温室气体的含义。

该项目称为AmazonFace，旨在在世界上最大的热带森林盆地部分地区扩大二氧化碳浓度，以了解升高的二氧化碳对“地球肺”的影响。

面部代表“二氧化碳富集”。该实验由六个98英尺（30 m）图中的12个观测阵列组成：在环境二氧化碳浓度下3个，在较高浓度下为3个。最高的浓度＆mdash;百万＆mdash 615份;是 预计将在2070年代达到 在缓解气候的中间途径下，国家在该道路上取得了缓慢和不平衡的可持续性进步。

每个地块包含大约400种植物物种，还有更多的真菌和土壤微生物标本＆mdash;一个完整的生态系统。随着二氧化碳的增加，植物的光合作用更快，从叶子中释放出更少的水。 Beto Quesada该项目的执行经理和美国国家亚马逊研究所研究所的研究员。这可能有助于保护森林免受 气候变化，预计将为干旱带来干旱 亚马逊 地区。

但是，这两个过程与健康森林与崩溃的生态系统之间的临界点之间的平衡是未知的。 大卫·拉波拉（David Lapola）该项目的科学协调员和气象与气候研究中心的研究人员适用于巴西坎皮纳斯大学（Unicamp）的农业。

拉波拉告诉《现场科学》：“我们将努力解决亚马逊森林的未来最大的不确定性之一，鉴于气候变化。”

研究人员将衡量额外的二氧化碳对植物生理学的影响，包括富含碳富含碳的植物是否会增加临时结构，例如叶子，或更永久的特征，例如木材。这很重要，因为木材将碳锁定了几个世纪，而用来种植叶子的碳则在一两年内将环境重新进入环境。预计该实验将至少运行十年。

Quesada说：“这是一个生态系统规模的实验，但这远远超出了。它涉及到雨林的损失所带来的社会，经济和环境影响。”

根据政府间气候变化的面板，人类不仅需要停止将二氧化碳释放到大气中，以避免在工业前水平高于1.5 c（2.7 f）的全球温度上升。我们还必须将碳从空中拉出来。

到2050年， 6至10吉尔顿等效的碳 需要删除以避免达到巴黎协议设定的温暖阈值。碳固存有许多选择，例如捕获工业废物流和掩埋生物量。但是，有史以来第一个商业规模的海洋碳捕捞设施旨在将碳从海洋中移走。

海洋自然会从大气中吸收碳，但它不能足够快地吸收它，无法在人类生命范围内产生气候变化。碳捕捞公司Equatic的目标是加速该时间表。

“ Equatic的商业植物需要五分钟的时间来清除海水，运行电流，然后通过大气中的空气与海水接触，” 爱德华·桑德斯Equatic的首席运营官在一封电子邮件中告诉Live Science。“开阔的海洋等效区域需要12个月的时间才能清除一吨碳。”

从海水中去除碳的化学过程也会产生氢，这是一种用于许多行业的化学物质，可以用作燃料燃烧，以供碳捕获工艺的能源成本的40％。然后将碳隔离为碳酸氢盐，与贝壳中发现的材料相同，这将使碳远离大气 最多10，000年。该碳酸氢盐可以放回海中或用于肥料。桑德斯说，它还可以用作沿海修复中的建筑材料。

在 飞行员量表，但魁北克的Equatic设施将旨在隔离 120,700吨（109,500吨） 每年从2027年开始的碳。这将是第一次通过海洋中的大气中的温室气体超载在温室气体过载中进行凹痕。

婴儿如何学习语言？他们什么时候了解手势？他们是用力模仿成年人吗？所有这些问题都很难回答，因为婴儿在挑战研究对象，容易哭泣和意外的小睡。

招募忙碌，疲惫的父母及其经常劳动的婴儿进行研究的困难导致了许多人的诞生。来自50多个国家的研究人员的这种全球合作汇集了婴儿发育的较小规模研究，以分为大型样本量＆mdash;经常有成千上万的婴儿。

研究合作发现婴儿确实确实 喜欢婴儿与成人风格的演讲，这表明自然而然地倾听婴儿的脚趾般的味道是一种进化适应，可以帮助他们学习语言。研究人员现在正在研究婴儿如何发展对他人信仰的了解；一种称为 心理理论 ＆mdash;并试图弄清楚何时学会申请 对情况的抽象规则。他们还开发了新方法，例如吸引人的技术和无创脑成像技术，以找出婴儿正在学习的东西。

中微子 通常被称为“幽灵颗粒”，因为几乎无质量的粒子在通过物质时几乎没有相互作用。因为他们很少扰动其他问题，所以很难发现它们。但是，从遥远的宇宙来源找到中微子可以是一种观察和分析高能环境（例如脉冲星，超新星和黑洞）的方法。

“我们需要一个非常大的目标，例如十亿吨的材料，才有机会偶尔抓住其中的一些目标。” Albrecht Karle，威斯康星大学麦迪逊分校的物理学教授。

数十亿吨的材料来自南极的立方基尔洛姆冰。卡尔（Karle）是Icecube Neutrino天文台的科学和仪器副总监，其大小和远程性都很出色。ICECUBE由弦上的一系列光学探测器组成，穿过钻孔的孔，在南极冰中钻了4,800至8,000英尺（1,450至2,450米）。

当中微子与冰相互作用时，它会产生其他发出光线闪光的颗粒。传感器检测到该光线并可以测量其波长以揭示中微子及其来源的风味。（这就是为什么透明的媒介（例如冰）很重要的原因，卡尔告诉《现场科学》和《材料》，必须清楚材料才能检测到光。）

ICECUBE数据允许科学家制作银河系的第一张地图 使用物质，不只是轻。天文台也揭示了 奇怪，高能宇宙射线 没有简单的解释。卡尔和他的同事计划走得更大。他们目前正在起草计划 Icecube Gen-2，这将将当前的天文台扩大到其当前大小的八倍，并具有200平方英里（500平方公里）的无线电检测器阵列以扩大传入的中微子。卡尔说，这将大大提高检测器的敏感性，并可以更好地分类通过它的中微子。

COVID-19大流行是其自己的全球实验，尽管有大量不受控制的变量。心理学家在有史以来一些最大的心理研究中利用了这种共同的全球经验。

一个人，有近50,000名参与者，发现具有更强民族身份的人 对公共卫生的努力做出了更大的回应。在67个国家中，与国家有更强烈认同的人比在隔离期间保持弱势群体，支持公共卫生政策的人更有可能，并说他们从事社交疏远和更严格的身体卫生。作者指出，民族身份是关于集体归属和相互合作的感觉。这与对民族优势的信念不同，这是一个人的国家比其他国家更好。

作者写道：“这些结果与社会心理学文献一致。“他们还强调了[民族身份]的潜在好处，这可能在国家或全球健康危机期间显着。”

另一项重大的Covid-era研究，近27,000名参与者，发现强调自治的信息 鼓励遵守社会疏远建议。该研究测试了89个国家 /地区的不同社会疏远消息传递策略，发现那些专注于个人自主权和周到选择的价值比强调羞耻和压力的信息更有效。

密歇根州立大学植物学家威廉·詹姆斯·比尔（William James Beal）的种子生存能力实验很小，但持续时间很大，自1879年以来一直在不断运行。该实验的目的是找出不同植物的种子在发芽之前处于休眠状态。为了找出，比尔将23种不同植物的种子埋葬在3英尺
（0.9 m）在一个不受干扰的（和秘密）的位置深处，因此他们无法发芽。他开始以五年的增量发掘瓶子＆mdash;最终每10年延伸的差距。

令人难以置信的是，该实验仍在运行＆mdash;而现在，研究人员正在将开口开口之间的缝隙延长到20年，因为种子一直在发芽。最后的瓶子是 于2021年开放，下一组将有时间在2040年发光。这些发现对植物的进化和种子发芽具有影响，并且可能有助于理解栖息地恢复和种子储存的过程，或在遥远的将来节省种子，以便在遥远的未来使用种子。

该计划是将实验保持直到2100 密歇根州。这是足够的时间来找到最高年龄的任何种子在发芽之前坐着吗？可能不是；植物已经从种子中发芽 多达200，000年。

中国五百米的光圈球形望远镜（快速）阵列是世界上最大的单次射电望远镜，直径为1,640英尺。举起盘子的是328英尺（100 m）的钢制塔和6,670条电缆。现在，一个新的施工阶段是 添加24 131英尺（40 m）可移动射电望远镜 到设施。

该阵列位于中国吉州省崎toprice的自然凹陷中，称为Dawodang。这使其免受电磁干扰的影响，并增加了对宇宙无线电信号的敏感性。目标，根据 中国科学院 （CAS）是使用望远镜的灵敏度对宇宙进行大规模调查。

快速从2020年开始满负荷运作，已经发现 超过200个脉冲星，它们是旋转的中子星，它们会发出常规的电磁辐射脉冲。根据Cas的说法，其中包括PULSAR PSR J0318+0253，它在4,000光年且旋转时期不到10毫秒的旋转周期是有史以来最微弱的无线电脉冲星之一。

您可以用世界大小的望远镜看到什么？好吧，一件事是银河系中心的黑洞。

事件地平线望远镜（EHT）是从格陵兰到南极（北到南）以及从西班牙到夏威夷（东到西）的射电望远镜网络。EHT中的观测值的确切数量随时间变化（截至2021年为11），将来将添加新的望远镜；包括一个计划在金丝雀群岛上。

这些观测值共同检测与黑洞相关的微弱无线电信号。这项合作产生了 首先看到黑洞的视图，包括事件视野的轮廓，没有光或物质可以逃脱的边界。科学家还看到了令人着迷的漩涡 黑洞位于我们自己的星系中心 并观察到巨人 电磁喷头从超级质量黑洞射击 Galaxy Perseus A的核心A最近，他们 凝视着类星体的心脏，一种由大型黑洞驱动的超浮游银河核心。

EHT需要很大，因为它依赖于从几个角度持续八到14小时延伸的宇宙的能力。 国际研究和教育的黑洞合作伙伴关系，一种合作，开发了望远镜使用的算法。这些算法还依靠地球的旋转来重叠观测，从而使研究人员可以结合来自众多望远镜的图像。只有这样，他们才能凝视宇宙中一些最大但最困难的现象。