美宇航局将实验研究爱因斯坦“双生子佯谬”
发布时间: 2014-04-23 浏览次数: 547

 【转载】自  2014年04月17日 09:14   新浪科技

 

 美国宇航局将开展试验,研究爱因斯坦“双生子佯谬”

新浪科技讯 北京时间4月17日消息,据美国宇航局网站报道,请想象有这样一对孪生兄弟,其中一个成为了一名宇航员并乘坐火箭进入太空。而另一名也是一个宇航员,但他待在地球上。两个人在整整分开一年之后团聚。那么现在的问题是:他们两个仍然还是完全相同的吗?

现在,美国宇航局打算至少部分地揭开这个问题的答案。

按照计划,2015年3月份美国宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)将与俄罗斯宇航员米哈伊尔·科米连科(Mikhail Kornienko)一起在国际空间站上执行为期一年的任务。他们在太空中的长时间停留目的是研究长期太空飞行对人体可能产生的影响。

但关于斯科特,有趣的一点是他有一个孪生兄弟。他的哥哥马克同样是一名宇航员,不过现在已经退休了。按照试验计划,斯科特将在太空中以每小时1.7万英里(约合2.7万公里)的速度围绕地球运行,而他的哥哥马克则将待在地面上,作为对比参照。

美国宇航局约翰逊航天中心的人体研究项目负责人克莱格·坤德罗特(Craig Kundrot)表示:“我们将在这项实验开展之前,期间以及结束之后对这对双胞胎兄弟进行检测。我们将首次有机会对一对在基因上几乎完全相同的双胞胎进行这样的研究。”

这项实验背后的原理还要追溯到爱因斯坦著名的“双生子佯谬”。这个思想实验的简单意思是:如果有一对双胞胎兄弟,其中的一个乘坐火箭进行高速星际飞行,而另一个则停留在地球上。当前者返回地球时,他会发现自己比他的兄弟年轻了许多——这听起来非常诡异,但却是事实。

当然此次美国宇航局的实验中并不打算测试这种时间的奇异流逝。如果想要出现那样的现象,那么国际空间站必须以接近光速的速度飞行。但除此之外,美国宇航局的此次研究将会覆盖其他的各个相关领域,该局的人体研究项目近期公布了10项精选的研究计划,打算对这对双胞胎从基因,生物化学,视觉,认知等各个方面进行详细地研究。

坤德罗特表示:“这些提案的每一个都非常精彩,它们中的任何一个本身都可以成为一项长期研究。”

摘取其中的几个实验方案:

坤德罗特表示:“我们已经知道人体的免疫系统在太空中会发生变化。具体来说就是在太空中,人的免疫系统相比地面上会有所减弱。因此在我们的一项实验方案中,马克和斯科特将会在太空和地面上同时注射同一种禽流感疫苗,然后我们将会观察两者的免疫系统分别将会作出何种反应。”

另外一项实验将着眼于染色体端粒,这是人类DNA两端微小的分子“盖头”。在地球上,端粒的不断损耗与人体的衰老过程有关。在太空中,由于宇宙射线的作用,端粒的损耗过程将会加速。此次研究中两人端粒状态的对比研究将会让研究人员了解长期太空旅行是否将会对人体衰老过程产生显著的影响。

另外,坤德罗特表示:“在人体的肠道中存在着很多对人体消化功能至关重要的菌群。因此本次的一项实验内容便是观察太空生活将会对这些人体肠道菌群产生何种影响。这些细菌的数量惊人,它们的数量比构成人体的全部细胞数量还要多10倍。”

其他实验方案也同样精彩。其中有一项提案想要研究为何宇航员的视力会在进入太空后发生变化。坤德罗特表示:“有时候他们从地球上带来的眼睛却突然变得不合适了。”另外一项提案则将对一种名为“太空迷雾”(space fog)的现象进行研究,这是很多宇航员报告的一种现象,他们发现自己在轨道上工作时,大脑的警觉性会下降,思维反应速度也更慢。

坤德罗特表示:“这将不会是10个单独的实验。真正的力量将来自将所有这些项目整合到一起,从各个层面上开展详尽的研究——从生物分子层面到心理学层面,全部囊括在内。我们将对宇航员进行全身检查。”

马克和斯科特参与的这项研究项目将让未来的宇航员们能够飞地更远,并能在执行完他们的任务之后安全归来,与家人们愉快团聚。(晨风)

 

 

 

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