@ 2016.11.04 , 20:00
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人类细胞与中子星的相似之处

如果你曾将自己与一颗中子星进行比较过,那么也许你并没有发现你们之间有多少相似之处。毕竟中子星是有着超强磁场的天体,它们由坍塌的星核构成,距离地球好几光年远,它们也不看电视。

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但一项新研究发现,我们之间至少有一个相似之处:构成的我们的物质的几何结构。

研究人员们已经发现一颗中子星的外层与我们的细胞膜有着相似的形状。这意味着虽然人类与中子星是完全不同的东西,但从几何结构来看他们可以被归为一类。

印地安那大学伯明顿分校的天体物理学家Charles Horowitz表示:“这两种截然不同系统相似的形状说明一个系统的能量取决于它的形状。”

为了理解这一发现,我们首先需要了解核物质的奇怪世界,由于它看起来又像意大利面,因此研究人员们也称其为“核意大利面”。

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感谢长期排斥的力与将夸克绑在一起的强力之间的竞争,这样的核意大利面形成了一颗中子星的密实表面。

换句话说,两种强大力量相互作用,强迫物质(构成各种各种粒子的东西)排列成意大利面的模样。

团队成员、加州大学圣塔芭芭拉分校的生物物理学家Greg Huber解释道:“当你拥有了像中子星表面那样密实的质子与中子结合之后,如果你只观察质子与中子之间力的运转,那么强烈的核作用力与电磁力结合会让你无法预测物质的相。”

原来,刨除诸多不同之处以后,这些像意大利面一样的结构与生物细胞内的结构也有相似之处。

Huber最先在2014年发现这种奇怪的相似性,当时他正在研究我们内质网(endoplasmic reticulum,英文简写ER,制造蛋白质和脂类的细胞器)。

刚开始,Huber还以为内质网上的这些结构仅仅会出现在柔软的物质上。但当他看到Horowitz的中子星模型之后,震惊地发现内质网与中子星的结构非常相似。

Huber说道:“我问Horowitz是否意识到我们曾在细胞内见过这些结构,并为它们构建了一个模型。对他而言这是个新奇的事情,那时我就意识到肯定会出现某些富有成效的互动。”

下图左边是内质网结构,右边是中子星结构:

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这一发现让科学家们开始比较分析这些结构之间的差异,比如它们形成所需的条件。

一般而言,科学家们用相(或者说状态)来描述物质,比如气体、固体和液体。不同的相通常会受到诸多因素的影响,比如物质的温度、受到的压力以及它的密度。

在柔软的物质(细胞内的结构)和中子星中,这些因素有很大变化。毕竟,中子星的形成源自超新星爆炸而细胞形成于活物内。有了这一点,人们很容易就能看出它们之间的不同。

Huber说:“对中子星而言,强烈的核作用力与电磁力带来了量子力学问题。而在细胞内部,让这些膜连在一起的基本是熵,并且它与系统总自由能的最小化有关。乍一看,它们完全不同。”

虽然这种相似性很酷,并且以一种奇怪的方式让我们同宇宙产生了联系,但二者之间的差异更加重要。它们也许受到了同一种我们才开始理解的几何规则指导。

在了解具体情况之前,我们还需要等待科学家们进行进一步调查。该研究被发表在Physical Review C上。

本文译自 ScienceAlert,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 18+1

  1. 3299361

    还以为是PRL,结果才是PRC

  2. 催眠师
    @11 months ago
    3299376

    这说明我们或许在某个巨人的细胞中

    [39] XX [2] 回复 [0]
  3. 催眠师
    @11 months ago
    3299377

    这说明我们或许在某个巨人的细胞中

  4. 3299384

    同一种我们才开始理解的几何规则指导
    我曹我真的好想看看二百年后的物理教科书….

    [22] XX [0] 回复 [0]
  5. 3299386

    同一种我们才开始理解的几何规则指导
    我曹我真的好想看看二百年后的物理教科书….

  6. 柳道道
    @11 months ago
    3299394

    玄学

  7. 柳道道
    @11 months ago
    3299395

    玄学

  8. 图样图森破
    @11 months ago
    3299396

    人类睾丸形状和行星也很相似

    [16] XX [0] 回复 [0]
  9. 3299411

    上帝偷懒了,同一个模型改了下贴图就继续用了

    [41] XX [0] 回复 [0]
  10. 3299447

    道理我都懂,上面三个出风怒的是怎么回事?

  11. 3299478

    飞天意面神教

    [12] XX [0] 回复 [0]
  12. RunRunRun
    @11 months ago
    3299608

    我只看懂了意大利面

  13. ranger27
    @11 months ago
    3299680

    大尺度分形结构终于出现了吗

  14. Deidad_de_Luz
    @11 months ago
    3299789

    感谢长期排斥的力与将夸克绑在一起的强力之间的竞争——这句话没怎么看懂啊!

  15. 那不啦
    @11 months ago
    3299803

    和π,e,黄金分割,一样只是宇宙喜欢的一种规律吧…

  16. 3299830

    我觉得宇宙是无限大无限小的。我们的宇宙是一个粒子,是组成另一个生物体的众多粒子之一。组成我们世界的每一个粒子也都是一个宇宙。

  17. 3305350

    我不是三体党,不过刘慈欣写过一篇短篇,讲的是,一个科学家去天文台玩,遇见了一个姑娘,发现她研究恒星的回波,结果她用贝壳做出来的比邻星的波纹,和主人公四年前发现的太阳波纹一模一样,他们怀疑宇宙就是一个大脑,恒星之间的信息传递就像细胞间的传递一样。然后下一个恒星是7光年,他们相约7年后相见,然后又是一样,在下一个恒星是20光年,他们又如约相见,得到了一样的结果,人生的时间就这样见证在一个个恒星间传递的波纹,却穷极一生也无法等到宇宙大脑思考中几次脑细胞的信息传递。 赞叹生命的短暂,而两个主人公也只是这样如期见面,却各自过着生活,谁也没有说破爱情,只是在下一次见面后都更老了而已,。其实是我对大刘评价最高的一部小说《思想者》

  18. 3309431

    特意回帖赞一楼的文字能力,这部小说也是我最认可的其中一部。

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