人類每年都在創(chuàng)造歷史，科學(xué)家們也在不斷創(chuàng)造新紀(jì)錄，今年也不例外。

美國(guó)《科學(xué)新聞》雜志網(wǎng)站在12月20日的報(bào)道中，為我們梳理了2021年令人驚奇的6大科學(xué)紀(jì)錄，包括發(fā)現(xiàn)迄今最古老的黑洞以及迄今最古老的動(dòng)物DNA等，這些新發(fā)現(xiàn)突破了科學(xué)研究的極限和人類的想象力。

迄今最古老的黑洞“現(xiàn)身”

130多億年前，當(dāng)宇宙僅6.7億歲時(shí)，一個(gè)巨大的黑洞誕生了，美國(guó)亞利桑那大學(xué)科學(xué)家主導(dǎo)的國(guó)際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)今年發(fā)現(xiàn)了它。

新發(fā)現(xiàn)的超大質(zhì)量黑洞被命名為J0313—1806，質(zhì)量相當(dāng)于16億個(gè)太陽(yáng)，是之前已知最古老黑洞“體重”的兩倍，且比后者“年長(zhǎng)”兩千萬(wàn)歲。

研究人員指出，現(xiàn)有理論認(rèn)為，超大質(zhì)量黑洞由吞噬物質(zhì)較小的種子黑洞生長(zhǎng)而成，但他們的計(jì)算表明，即使J0313—1806的“種子黑洞”在宇宙中第一顆恒星形成之后出現(xiàn)，并盡可能快地生長(zhǎng)，它的初始質(zhì)量也至少需要達(dá)到太陽(yáng)質(zhì)量的一萬(wàn)倍，但通過(guò)大質(zhì)量恒星坍縮形成種子黑洞的方式，只能使黑洞的質(zhì)量達(dá)到太陽(yáng)的幾千倍。因此，新現(xiàn)身的這個(gè)古老的龐然大物對(duì)超大質(zhì)量黑洞如何形成的相關(guān)理論提出了挑戰(zhàn)。

測(cè)量迄今最小引力場(chǎng)

在四種基本力中，引力是我們?cè)谌粘Ｉ钪凶钍煜さ囊环N，但令人驚訝的是，它卻是地球上最弱、最難測(cè)量的一種。今年，來(lái)自?shī)W地利維也納大學(xué)和奧地利科學(xué)院的物理學(xué)家測(cè)量了一個(gè)2毫米寬、重約90毫克(相當(dāng)于一只瓢蟲的“體重”)的金球的引力場(chǎng)，這是迄今在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量到的最小引力場(chǎng)。

研究人員稱：“根據(jù)愛因斯坦的理論，引力是質(zhì)量在其他質(zhì)量移動(dòng)的時(shí)空中發(fā)生彎曲的結(jié)果。所以我們真正測(cè)量的是，一只瓢蟲如何扭曲時(shí)空。”接下來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)，他們稱，那時(shí)就進(jìn)入量子物理學(xué)的領(lǐng)域，或許要使用不同的物理學(xué)原理。

迄今最古老爪子能對(duì)握的恐龍

今年4月，中國(guó)北票翼龍化石博物館研究人員在《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上撰文指出，他們?cè)诮o一具生活于1.6億年前的鯤鵬翼龍化石做CT掃描時(shí)發(fā)現(xiàn)，這只翼龍的前肢爪子竟然能夠?qū)ξ?，這在翼龍中還是第一次發(fā)現(xiàn)。之前發(fā)現(xiàn)的所有翼龍爪子都朝向一個(gè)方向，無(wú)法做出對(duì)握的動(dòng)作，這只翼龍是目前已知最早的爪子可對(duì)握的動(dòng)物。

古生物學(xué)家認(rèn)為，這種結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)是為了讓這種翼龍更好地適應(yīng)樹棲生活，能夠?qū)ξ盏淖ψ硬粌H可用來(lái)爬樹，還能夠用來(lái)抓握獵物。

首次觀測(cè)到中子星和黑洞合并

6月29日，來(lái)自美國(guó)激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)、歐洲“室女座”(Virgo)和日本引力波天文臺(tái)的天文學(xué)家在發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》的論文中，公布了他們的研究成果：在LIGO和Virgo的第三輪運(yùn)行中，他們首次發(fā)現(xiàn)了來(lái)自黑洞—中子星合并的引力波事件——GW200105和GW200115。

GW200105事件由一個(gè)8.9倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞和一個(gè)1.9倍太陽(yáng)質(zhì)量的中子星合并產(chǎn)生，此次合并發(fā)生在9億光年之外。GW200115事件的“主角”分別是一個(gè)5.7倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞以及一個(gè)1.5倍太陽(yáng)質(zhì)量的中子星。

研究人員指出，現(xiàn)在已經(jīng)探測(cè)到了黑洞和中子星合并的首批案例，能確定宇宙中存在這種現(xiàn)象。但是關(guān)于中子星和黑洞還有太多未解之謎，未來(lái)獲得的數(shù)據(jù)將有助回答這些問(wèn)題，并理解宇宙中這些最極端的天體是如何產(chǎn)生的。

發(fā)現(xiàn)迄今最古老動(dòng)物的DNA

來(lái)自瑞典烏普薩拉大學(xué)的生物信息學(xué)家表示，他們?cè)?20萬(wàn)年前生活在西伯利亞?wèn)|北部的猛犸象的牙齒中發(fā)現(xiàn)迄今最古老的DNA，并對(duì)其進(jìn)行了測(cè)序，為研究已滅絕的冰河時(shí)代的北美巨獸的進(jìn)化，打開了一扇嶄新的窗戶。據(jù)悉，此前最古老的DNA來(lái)自一匹生活于70萬(wàn)年前的馬的化石。

科學(xué)家們說(shuō)，這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)可能接近了DNA能持續(xù)多久的極限，從進(jìn)化的角度來(lái)看，打破100多萬(wàn)年這個(gè)魔法屏障相當(dāng)于打開了一個(gè)新的時(shí)間窗口。而且，來(lái)自猛犸象的基因表明它可能屬于以前未知的物種。

擁有最多丹尼索瓦人DNA的族群

被稱為丹尼索瓦人的神秘原始人群體很久以前就滅絕了，但“雁過(guò)留痕”，丹尼索瓦人在遙遠(yuǎn)的過(guò)去曾與現(xiàn)代人的祖先混合，留下了“蛛絲馬跡”。

瑞典科學(xué)家報(bào)告稱，菲律賓土著AytaMagbukon人約5%的DNA來(lái)自丹尼索瓦人，是世界上擁有最高丹尼索瓦血統(tǒng)的族群。事實(shí)上，他們比之前被認(rèn)為當(dāng)今擁有最高丹尼索瓦血統(tǒng)的族群——巴布亞高地人攜帶更多丹尼索瓦人DNA。

研究人員表示，這些發(fā)現(xiàn)揭示了亞太地區(qū)現(xiàn)代人和古人類復(fù)雜交織的歷史，他們希望利用這一結(jié)果，以及其他攜帶丹尼索瓦人DNA的群體的遺傳線索，追溯丹尼索瓦人在東南亞、巴布亞新幾內(nèi)亞和澳大利亞的活動(dòng)軌跡。