久坐易痴呆或因大脑局部缺氧，运动可缓解；气候变化正在影响全球计时 | 科技周览

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整理 | 周舒义、望乡



已致5人死亡，114人住院！小林制药召回红曲保健品
日本小林制药公司3月28日称，新确认2名“红麹”（红曲）保健品服用者死亡。据日本朝日电视台报道，截至29日，相关死亡人数已增至5例，另有114人住院。
据新增两名死者的家属提供信息，这二人分别从2021年和2022年开始服用小林制药公司生产的红曲胆固醇颗粒，随后出现肾病症状并死亡。
据日本共同社报道，出现问题的小林制药红曲产品集中在去年9月以后的批次。大阪市目前已勒令小林制药公司回收约100万件相关产品。小林制药出产的红曲原料除用于自家生产保健品外，还出售给其他公司，用于酿酒及食品制造等。由于从小林制药采购红曲原料的52家企业中有一些是批发商，所以实际使用这些原料的企业可能会更多。
“小林制药中国”发布声明，召回3款产品 | 来源：小林制药中国
此前小林制药公司22日通告，有消费者在服用该公司含红曲成分保健品后，出现肾脏疾病等健康问题，因此决定紧急召回小林制药生产的3款含红曲成分产品。该公司称，问题产品可能含有意料之外的成分，但尚不清楚这种成分究竟是什么。




NASA将关停钱德拉X射线天文台
在美国政府近日提交的2025财年预算申请中，针对太空望远镜的资助遭大幅削减。这意味着运行近25年的钱德拉X射线天文台将不得不在未来几年内逐步关停。
据Science报道，政府在2023财年向“钱德拉”项目拨付资金6830万美元。但到2025财年，预算降至4110万美元，次年降至2660万美元。到2029年，预算仅500万美元。网站SaveChandra称，2024年10月，“钱德拉”项目180名员工中的半数或因资金削减而面临裁员。
“钱德拉”艺术效果图 | 来源:NASA
此举遭到天文学家的强烈反对。他们认为，“钱德拉”的观测效率一如既往，其数据每年都能产出约400篇论文，申请机时的天文学家人数是设计负荷的五倍，推进剂也足够天文台再运行十年。如果将其关停，天文学家担心会一时找不到具备类似能力的替代项目。欧盟的“NewAthena”要到下个十年的后半程才会发射。NASA的旗舰任务“Lynx” 以及小规模任务 “AXIS”和“LEM”尚未获得任何批准。马克斯·普朗克地外物理研究所的Esra Bulbul表示，如果NASA在没有任何替代计划的情况下过早关闭“钱德拉”，X射线天文观测领域将会受到重创。
钱德拉X射线天文台是NASA于1999年发射的一颗X射线天文卫星，以美国籍印度物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡命名，旨在观测天体的X射线辐射。其兼具极高的空间分辨率和谱分辨率，被认为是X射线天文学上具有里程碑意义的空间望远镜，标志着X射线天文学从测光时代进入了光谱时代。

SaveChandra链接：https://www.savechandra.org/

气候变化正在影响全球计时
协调世界时（UTC）是一种基于原子钟振荡周期的计时系统，需要与由地球自转决定的世界时（UT1）保持同步。每当UTC与UT1偏差超过0.9秒时，UTC就增加或减少一秒（闰秒）进行修正。在过去50年里，UTC已经历27次修正，均为正闰秒。然而自1972年以来，地球液态外核的角速度逐步下降，使地幔、地壳角速度上升，目前地球自转速度正逐渐快于UTC（现在的一天比50年前短了约0.0025秒）。UTC因此面临减去一秒的问题（负闰秒）。
来源：Wikipedia
3月27日发表于Nature的一项研究表明，由于格陵兰岛和南极洲极地冰盖的大规模融化，冰川融水汇入海洋，使更多质量从两极转移到低纬度地区，改变了地球的转动惯量，进而减缓了地球自转，推迟了负闰秒的到来。根据计算，这一过程可能会将“负闰秒”的必要性推迟三年（从2026年推迟至2029年）。研究人员表示，气候变化已经能够改变整个地球的自转速度，这再次表明我们正在对世界产生前所未有的影响。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07170-0

2100年全球97%的国家将不足以长期维持人口规模
世界正在走向低生育率的未来。The Lancet发表最新全球疾病负担、伤害和风险因素研究（GBD）预测估计，到2050年，超过四分之三的国家（全球204个国家中的155个）的生育率将不足以长期维持人口规模；到2100年，这一比例将上升至97%（204个国家中的198个）。但在许多低收入国家（主要位于撒哈拉以南非洲的西部和东部地区），相对较高的生育率将在本世纪继续推动这些地区的人口增长。
一般而言，国家的总和生育率（TFR）需达到平均每名可育女性生育2.1个孩子以维持长期的人口世代更替。研究显示，中国2021年的总和生育率为1.23，预测这一数字在2050年和2100年将分别为1.14和1.16，中国2021年健康出生的人数为1074万，预测这一数字在2050年和2100年将分别为636万和210万。而据研究团队此前发布的预测数据，中国人口将从现在的14亿降至2100年的7.3亿。
根据预测，未来几十年全球生育率将进一步下降，2050年总和生育率将降至1.8左右，2100年降至1.6——远远低于世代更替水平。全球活产儿出生于低收入地区的比例将增加近一倍，从2021年的18%增加到2100年的35%。2021年，全球29%的婴儿出生在撒哈拉以南非洲地区；预计到2100年，这一比例将上升到一半以上（54%）。研究人员表示，女性权利保障好的国家更有可能取得更好的健康成果和更快的经济增长。促进并保护女性权利是当务之急，应支持女性按照自身意愿生育子女、追求事业。

论文链接：https://doi.org/10.1016/S0140-6736(24)00550-6

银河系中心黑洞的偏振光照片公布，边缘存在螺旋型强磁场
事件视界望远镜合作组织（EHTC）近日发布了银河系中心黑洞人马座A*（Sgr A*）的首张偏振图像，揭示了Sgr A*边缘强而有序的螺旋型磁场。

在偏振光下看到的超大质量黑洞M87*和Sgr A*表明其具有相似的磁场结构。| 来源：EHT Collaboration

Sgr A*距离地球约27000光年。此前研究人员在2019年4月公布了以M87*为主角的首张黑洞照片，2021年3月公布了M87*的首张偏振图像，2022年5月公布了Sgr A*的首张照片。黑洞周围被磁化的高温区域会发出偏振光，通过观察光的偏振特性，可以绘制黑洞边缘的磁场结构。观测结果表明，尽管Sgr A*的大小和质量不足M87*的千分之一，但两者的磁场结构极其相似，这意味着强磁场可能是所有黑洞的共有特征。这种相似性还暗示了Sgr A*可能拥有尚未发现的喷流。相关论文近日发表于The Astrophysical Journal Letters。

论文链接：

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad2df0

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad2df1

久坐易痴呆或因大脑局部缺氧，运动可缓解
高效、及时地输送和分配氧气对大脑而言至关重要。一旦人体大脑的血液流动中断，短短数秒就会丧失意识。3月28日发表于Science的一项研究显示，运动可大幅缩减脑内的局部缺氧区域，这也揭示了久坐不动为何会使阿尔茨海默病、血管性痴呆等相关疾病的风险上升。
研究人员开发了一种新型荧光成像技术，发光强度与氧浓度相对应，可实时观察脑组织氧分压（pO₂，反映大脑中局部氧浓度水平的指标）在大脑中的动态变化。动物实验显示，小鼠大脑的特定微小区域会间歇性变暗，时间持续几秒到几分钟不等，这些暗区意味着该区域的氧气供应被暂时切断。研究团队将其称作“缺氧区”（hypoxic pockets）。在小鼠研究中，同一位置平均每7分钟就会出现一次缺氧区。
小鼠脑组织存在局部间歇性暗区，平均持续50秒，显示该部位缺氧。| 来源：Maiken Nedergaard, Felix Beinlich
进一步研究发现，缺氧区是由大脑中毛细血管的微循环受阻造成的。白细胞会短暂“堵住”细小的毛细血管，阻碍运输氧的红细胞通过，这时局部脑组织就会进入缺氧状态。而运动能改善缺氧状况，与静息状态相比，运动期间小鼠大脑中的缺氧区面积减少了52%。
毛细血管堵塞会随年龄增长而加重，并且在阿尔茨海默病模型中也观察到类似现象。研究人员推测，身体活动不足会加重毛细血管堵塞并增加缺氧区数量，而运动能迅速抑制缺氧的发生，这或许可以解释久坐生活方式与痴呆风险上升之间的联系。（药明康德）

论文链接：http://dx.doi.org/10.1126/science.adn1011

在凝聚态物质中探测到引力子模
在3月27日发表于Nature的一项研究中，研究人员利用极端条件下的偏振光散射技术，在砷化镓量子阱中对分数量子霍尔效应的集体激发进行了测量，首次观察到具有引力子特征的集体激发——引力子模。
理论物理学家Haldane对分数量子霍尔效应提出了新的几何解释，认为其存在着一种长期被忽视的量子度规，但一直缺乏实验支持。手性自旋2长波磁旋子激发具有引力子特征，所以被Haldane等人称为分数量子霍尔效应引力子（引力子模），引力子模的存在是新几何理论的重要结论。
研究人员基于He3-He4稀释制冷技术，组建了极低温、强磁场共振非弹性偏振光散射系统，可以在50 mK和14 T下测量最低达10 GHz的微弱激发并判断其自旋。在高迁移率砷化镓量子阱的二维电子气中，研究人员测量了分数量子霍尔态的集体激发，并通过在长波极限下改变激发动量，确定了长波磁旋子激发。通过改变入射和散射光的自旋，在主要的分数量子霍尔态，观察到该激发具有自旋2的特性且是手性的。
研究人员表示，新研究观察到的引力子模揭示了拓扑序中的量子度规，为分数量子霍尔效应的新几何理论提供了关键实验证据。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07201-w

本文受科普中国·星空计划项目扶持

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

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