2015年，一項(xiàng)項(xiàng)重大科學(xué)探索成果占據(jù)著媒體的頭條，比如人類首次近距離探測(cè)遙遠(yuǎn)的冥王星、再次發(fā)現(xiàn)新的人種等等，這些激動(dòng)人心的消息令科學(xué)界為之歡呼雀躍。展望即將到來(lái)的2016年，究竟有哪些新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)可能會(huì)占據(jù)媒體頭條呢？發(fā)現(xiàn)新粒子？火星探測(cè)任務(wù)有重大突破？還是超音速汽車創(chuàng)造新紀(jì)錄？讓我們拭目以待。

1、大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)或發(fā)現(xiàn)新粒子
 

2016年大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)或發(fā)現(xiàn)新粒子
 

大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)CMS試驗(yàn)

2016年，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)是否會(huì)發(fā)現(xiàn)新的粒子？粒子物理學(xué)的世界現(xiàn)在充斥著各種試驗(yàn)。12月，眾多物理學(xué)家齊聚日內(nèi)瓦歐洲粒子物理研究所宣布自2015年初重啟大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)以來(lái)所取得的首個(gè)重大研究成果。來(lái)自兩項(xiàng)獨(dú)立試驗(yàn)的研究團(tuán)隊(duì)在報(bào)告中表示，他們發(fā)現(xiàn)了一種新型基本粒子，這一粒子可能是希格斯-玻色子存在的線索。

大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)利用兩束質(zhì)子束進(jìn)行高速對(duì)撞，物理學(xué)家就可以從碎片中尋找新的粒子存在的線索。在此次試驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)一對(duì)超重質(zhì)子對(duì)正在生成，質(zhì)量大小可以生成可能的新型宇宙構(gòu)件，比已知的最重粒子頂夸克要重4倍。這一重要線索，在Atlas試驗(yàn)中結(jié)果為3.6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，在CMS試驗(yàn)中結(jié)果為2.6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。這就意味著這一發(fā)現(xiàn)具有不確定性，因?yàn)橹辽僖?個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的結(jié)果才可以宣稱取得了重大發(fā)現(xiàn)。

因此，物理學(xué)家一直保持著謹(jǐn)慎的態(tài)度，因?yàn)橐酝踩〉眠^(guò)類似水平的成果，但試驗(yàn)數(shù)據(jù)后來(lái)又都隨之下降。盡管有許多理論家一直在不斷質(zhì)疑，但是隨著大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)不斷提高能量，現(xiàn)在的運(yùn)行能量已是最初開(kāi)始運(yùn)行時(shí)的兩倍，我們相信來(lái)年大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)會(huì)給我們帶來(lái)驚喜。

2、木星和火星探測(cè)計(jì)劃
 

太陽(yáng)系行星探索之旅

2015年，行星科學(xué)領(lǐng)域所取得的最重大成果應(yīng)該是美國(guó)宇航局探測(cè)器飛掠冥王星。盡管在來(lái)年的日程表上沒(méi)有特別值得一提的此類計(jì)劃，但是科學(xué)家們?nèi)匀挥性S多美好的愿景。2016年7月4日，美國(guó)宇航局“朱諾”號(hào)木星探測(cè)器將抵達(dá)木星，開(kāi)始?xì)v史上第二輪對(duì)這個(gè)太陽(yáng)系內(nèi)最大行星的探測(cè)任務(wù)。前一項(xiàng)“伽利略”號(hào)探測(cè)任務(wù)從1995年一直持續(xù)到2003年。“朱諾”號(hào)抵達(dá)木星后，將以每小時(shí)265000公里的速度飛行，這是人造天體飛行速度的歷史新高。

像木星這樣的大型天體通常是行星系統(tǒng)的中心。它們往往形成較早，對(duì)宇宙中鄰近天體的運(yùn)行軌道的成形產(chǎn)生影響。“朱諾”號(hào)任務(wù)就是用來(lái)研究木星內(nèi)核，尋找水，并繪制其云層圖。不過(guò)，這艘發(fā)射于2012年的探測(cè)飛船可能無(wú)法對(duì)木衛(wèi)二的研究帶來(lái)多少幫助。木衛(wèi)二也是人類尋找地外生命的重要目標(biāo)之一，但是要想對(duì)它進(jìn)行深入探測(cè)，還必須要等到2020年左右美國(guó)發(fā)射另一探測(cè)器。
 

歐洲人一直希望能夠在2016年啟動(dòng)其首輛火星車“Exomars”號(hào)計(jì)劃

歐洲人一直希望能夠在2016年啟動(dòng)其首輛火星車“Exomars”號(hào)計(jì)劃。3月份，一個(gè)軌道飛行器和技術(shù)演示器將從拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空。這個(gè)飛船將于10月份抵達(dá)火星軌道。軌道器將用于尋找甲烷及其他大氣構(gòu)成證據(jù)，而登陸車“斯基亞帕雷利”號(hào)將嘗試穿越火星大氣層并在火星表面著陸。這個(gè)登陸器主要是為未來(lái)正式的登陸飛船探路。因此，它攜帶的“科學(xué)載荷”很少，也沒(méi)有表面相機(jī)。

3、形成新的地質(zhì)時(shí)期
 
2016年將可能成為有記錄以來(lái)歷史最熱年。氣候變化以及“厄爾尼諾”現(xiàn)象的持續(xù)影響，將可能導(dǎo)致2016年全球平均氣溫超過(guò)2015年最高值。


“人類世”是大約于2000年提出的一個(gè)新術(shù)語(yǔ)，表示目前的年代，即人類正在激烈地改變著許多重要的地質(zhì)環(huán)境。雖然這個(gè)術(shù)語(yǔ)已然成為了一種流行文化，但并沒(méi)有得到正式認(rèn)可。地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，我們?nèi)匀惶幱谌率?，這一年代起始于大約11700年前的最后一個(gè)冰川期末期。

2016年，由英國(guó)萊斯特大學(xué)教授簡(jiǎn)-扎拉希維奇召集的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)將致力于尋求更多的證據(jù)，并提出正式推薦稿，希望能夠在國(guó)際地層委員會(huì)會(huì)議召開(kāi)之前將“人類世”正式定義。因此，在眾多科學(xué)家的推動(dòng)下，極有可能看到“人類世”正式被承認(rèn)為一個(gè)地質(zhì)時(shí)期。然而，定義一個(gè)地質(zhì)時(shí)期是一項(xiàng)非常艱巨、復(fù)雜的任務(wù)，因?yàn)槭紫纫纬善涠x內(nèi)容的框架結(jié)構(gòu)。

人類對(duì)自然系統(tǒng)的影響將成為明年焦點(diǎn)的話題之一。特別值得一提的是，2016年將可能成為有記錄以來(lái)歷史最熱年。氣候變化以及“厄爾尼諾”現(xiàn)象的持續(xù)影響，將可能導(dǎo)致2016年全球平均氣溫超過(guò)2015年最高值。

4、超音速汽車或?qū)?chuàng)造新紀(jì)錄
 
 
2013年，Spacex太空探索技術(shù)公司創(chuàng)始人埃隆-馬斯克曾經(jīng)透露過(guò)一個(gè)關(guān)于高速公共交通系統(tǒng)的新穎研究計(jì)劃，即“超級(jí)回路”系統(tǒng)。

2016年，兩大工程項(xiàng)目將有可能登上媒體頭條。回到2013年，Spacex太空探索技術(shù)公司創(chuàng)始人埃隆-馬斯克曾經(jīng)透露過(guò)一個(gè)關(guān)于高速公共交通系統(tǒng)的新穎研究計(jì)劃，即“超級(jí)回路”系統(tǒng)。“超級(jí)回路”系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是這樣的：乘客坐在膠囊艙內(nèi)，膠囊艙位于低壓管道內(nèi)，底部由管道內(nèi)的氣墊提供支撐，由電磁系統(tǒng)提供加速動(dòng)力。

2016年，埃隆-馬斯克將面向工程師和學(xué)生發(fā)起一項(xiàng)關(guān)于膠囊艙的設(shè)計(jì)大賽。在某個(gè)周末，大賽將在Spacex太空探索技術(shù)公司總部附近舉行，參賽者提供的作品要接受一段2公里長(zhǎng)的軌道測(cè)試。如果“超級(jí)回路”的理念確實(shí)可行，那么這次大賽將向世人展示它的具體工作原理。
 

2016年，我們還有可能看到“尋血獵犬”號(hào)超音速汽車的歷史性表演

2016年，我們還有可能看到“尋血獵犬”號(hào)超音速汽車的歷史性表演。10月15日那天，由“Thrust SSC”(“超音速推進(jìn)”號(hào))保持了19年的陸地極速記錄將有可能被打破。屆時(shí)，“尋血獵犬”號(hào)超音速汽車將嘗試向每小時(shí)800英里(約合每小時(shí)1287公里)的速度發(fā)起沖擊。“尋血獵犬”號(hào)超音速汽車將在明年年初進(jìn)行最后的檢測(cè)。如果檢測(cè)順利，“尋血獵犬”號(hào)超音速汽車將在10月15日之前進(jìn)行低速測(cè)試。通過(guò)對(duì)汽車尾部和火箭推進(jìn)器的重新設(shè)計(jì)，“尋血獵犬”號(hào)超音速汽車將于2017年沖擊每小時(shí)1610公里的速度。

5、探測(cè)引力波取得重大成果
 

 
2016年，物理學(xué)家將可能在探測(cè)引力波的道路上邁出關(guān)鍵的一步。數(shù)十年代，科學(xué)界一直在致力于探測(cè)扭曲的時(shí)空。這是由著名科學(xué)家愛(ài)因斯坦預(yù)言的一種現(xiàn)象，發(fā)生于大質(zhì)量物質(zhì)加速過(guò)程中，比如，黑洞的合并、大質(zhì)量恒星壽終正寢時(shí)的大爆炸等。

盡管這樣的事件很劇烈，但是我們能夠得到的信號(hào)極其微弱。無(wú)論如何，科學(xué)家們一直相信可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)這種信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，尤其是隨著“先進(jìn)激光干涉引力波觀測(cè)設(shè)施”實(shí)驗(yàn)室的上線，科學(xué)家們更是堅(jiān)定了必勝的信念。許多人都在為之而努力，經(jīng)常會(huì)有小道消息傳出某某某取得了何種進(jìn)展，但沒(méi)有人知道正式、權(quán)威的發(fā)現(xiàn)成果何時(shí)能夠宣布。2016年，或許將能夠見(jiàn)證某位科學(xué)家取得這項(xiàng)足以保證其獲得諾貝爾獎(jiǎng)的重大發(fā)現(xiàn)。