今年物理诺奖颁给了一台望远镜，镜片是地球南极的万年寒冰
2026年的诺贝尔物理学奖，颁给了一个把南极冰盖改造成望远镜的人。
瑞典皇家科学院10月6日宣布，今年的物理学奖授予弗朗西斯·哈尔岑（Francis Halzen），表彰他“对冰立方中微子天文台的决定性贡献，以及发现来自天体的高能中微子”。
来自宇宙深处的信使
哈尔岑今年82岁，出生在比利时蒂嫩，博士毕业后不久来到美国威斯康星大学麦迪逊分校，如今是那里的教授。
今年的物理学奖只发给了他一个人。
哈尔岑的望远镜没有镜片。
它是南极点地下1450米到2450米之间的一整块冰，体积1立方千米，里面埋着5160个光传感器。
它看的也不是光，而是宇宙中最不爱露面的粒子：中微子。
中微子不带电，几乎没有质量，穿过物质时基本什么都不碰。
就在你读这句话的这1秒里，大约有650亿个来自太阳的中微子穿过了你的小指指甲，你毫无感觉，指甲也毫无感觉。
它们穿过整个地球，也跟穿过一团空气差不多。
正因为几乎不跟任何东西打交道，中微子反而成了最可靠的信使：从宇宙深处飞来，一路上它携带的信息完好无损。
物理学家想靠它回答一个困扰了一个多世纪的问题。
来自太空的信使丨图源：Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院
宇宙里到处飞着高速粒子，统称宇宙线。
它们大多是质子，也就是剥光了电子的氢原子核。
有些质子飞到地球时携带的能量高得离谱，远远超过人类最大的粒子加速器的加速能力。
宇宙里一定有某种天然的加速器，把它们推到了这种速度。
可是这些加速器在哪儿，没人知道。
麻烦出在质子带电。
带电粒子在太空中穿过磁场时路线会拐弯，等它飞到地球，早就不记得自己从哪儿来了。
你顺着它的来向往回看，看到的只是一片空。
中微子不带电，磁场拐不了它。
而物理学告诉我们，能把质子加速到极高能量的过程，同样会产生高能中微子。
所以只要抓到一个能量极高的中微子，顺着它的来向往回看，那头就应该是宇宙加速器本身。
抓它的办法，早在1960年前后就有物理学家提出过：用水。
中微子偶尔会撞上一个原子核，撞出一个带电粒子，这个粒子会沿着中微子原来的方向继续飞，并且发出蓝光。
水是透明的，光传得出去，布置合适的传感器就能看见这道光，算出它的方向，进而推出中微子从哪儿来。
关键只有一点：水要足够多，多到能等来足够多次碰撞。
冰立方建成记
上世纪80年代，哈尔岑听说苏联研究者打算在南极用无线电天线捕捉中微子信号。
他受到启发，想到另一条路：把光传感器埋进冰川，冰也是透明的，为什么不直接用天然的冰？
他找到正在美国夏威夷深海做类似项目的同行约翰·勒尼德（John G. Learned），两人一起琢磨南极的可行性，1988年在波兰的一次会议上第一次拿出了方案。
南极点的好处很多。
那里本来就有科考站，有定期补给，有一套能让团队干活的后勤。
冰盖深处永远黑暗，没有海洋里那些会发光的生物干扰，放射性物质也很少。
冰是固体，人可以站在上面工作，这一带地质稳定，没有地震。
坏处只有一个：严寒让一年里大部分时间进不去，所有实际工作只能挤在11月到次年2月的短暂夏季。
哈尔岑本来打算只做理论。
勒尼德忙着自己的项目，再没回到南极这个话题。
故事本可以到此为止。
但这个想法吸引的人太多，几年之内，各个机构的研究者聚到哈尔岑身边，要把它变成真的。
第一道坎是怎么把仪器放进1千米深的冰里。
冰川学家教给他们一招：用一个像花洒一样的热水钻头，一路把冰融穿。
然后把串着光传感器的长缆绳放进注满水的洞里，等水重新冻住。
哈尔岑把这种传感器叫作反过来的灯泡，灯泡是把电变成光，它是把光变成电信号。
团队先在格陵兰试了试，确认传感器能在冰里看到粒子发出的光。
接着他们在南极点动工，建起了冰立方的前身，一个叫AMANDA的探测阵列。
1993年平安夜，哈尔岑坐在餐桌边，笔记本电脑放在腿上，等一条消息：第一根装着光学模块的缆绳已经放进冰里了。
结果最初很让人失望。
冰的上层布满气泡，光被四处散射，粒子的运动信息全糊成一团。
但再往下，情况突然变了。
1400米以下的冰极其纯净透明，中微子撞出的那道蓝光能在里面传300米才被吸收，比所有人预想的都远得多。
AMANDA一直建到2000年1月。
它一切正常，但还是不够大，抓不住那些来自宇宙加速器的高能中微子。
于是团队接着建冰立方：整整1立方千米的冰，86根缆绳，5160个传感器。
2011年，它达到了设计规模。
示意图：埋在冰里的天文台丨图源：Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院
捕捉中微子
建成只是开始。
冰立方每天记录的信号里，绝大多数都和宇宙深处无关。
宇宙线撞进地球大气层，会打出成群的粒子，其中一些能一路钻到冰下的传感器，每天超过1亿个。
宇宙线在大气里还会造出中微子，每天有几百个从北半球那边穿透整个地球，到达冰立方。
要在这片噪音里找出真正来自宇宙深处的中微子，靠的是能量。
放射性物质、太阳、大气层产生的中微子能量都低得多。
能量高到一定程度的中微子，不可能来自我们身边，只能来自很远很远的地方，比如恒星爆炸的残骸，或者遥远的活动星系。
单看一个事件，研究者没法百分之百确定它来自地球以外。
但把所有筛出来的事件放在一起，看它们的整体特征是否符合宇宙中微子的预期、是否明显区别于大气中微子，就能下判断。
2013年，团队报告了第一批证据。
又过了两年，数据多到足以让他们确信：宇宙中微子，抓到了。
一个高能中微子穿过冰层的示意图丨图源：Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院
中微子天文学其实有过前史。
上世纪60年代，雷蒙德·戴维斯（Raymond Davis Jr）观测到了来自太阳的中微子。
日本的神冈探测器在小柴昌俊带领下确认了这一点，还测出了中微子的来向。
1987年，神冈又捕捉到一阵中微子，来自邻近的大麦哲伦云里一颗爆炸的恒星。
两人因此获得2002年的诺贝尔物理学奖。
戴维斯当时还留下一个谜：他抓到的太阳中微子数量只有理论预测的1/3。
后来人们才弄明白，中微子有3种，而且会在飞行途中变身，出发时是一种，到达时可能变成另一种，戴维斯的仪器只认其中一种。
梶田隆章和阿瑟·麦克唐纳（Arthur B. McDonald）因为揭示这种变身拿了2015年的诺贝尔物理学奖。
但以前抓到的中微子，不管是太阳的还是那颗超新星的，都是家门口的信使。
冰立方要做的，是把中微子天文学推到宇宙深处，看那些藏在尘埃云后面、远到其他辐射半路就消失了的东西。
伽马射线一路上会被光和物质消耗，中微子却什么都不在乎。
这是一种其他任何手段都拿不到的信息。
至于宇宙加速器本身，目前最像的候选者是活动星系NGC 1068，也叫M77。
冰立方记录到的中微子里，有79个看起来来自它的方向。
不过这点证据还不够充分，不足以把它钉死为中微子源。
抓到的中微子越多，找到源头的把握才越大。
近几年，团队还看到了来自银河系内部的高能中微子，他们认为那是宇宙线撞上星际稀薄气体的产物。
当年启发哈尔岑的那个夏威夷深海项目，1995年就终止了。
它的思路活在了贝加尔湖、地中海、南海和加拿大西海岸的一批水下中微子望远镜里。
南极这边，冰立方的下一代也已经在规划，叫冰立方二代，体积将达到8立方千米。
从1988年波兰那场会议算起，哈尔岑在这件事上花了38年。
现在，南极冰盖深处1450到2450米之间，5160个光传感器仍在一刻不停地工作，等着下一道来自宇宙深处的蓝光。
编辑：steed，李小葵
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月球南极微生物可能经历冻干
## 微生物可能在月球南极被冻干 若不加控制，搭便车的微生物可能会污染月球科研。五十年来，阿耳忒弥斯四号将首次把人类送上月球，这次是在月球南极。
宇航员必须小心防止微生物偷渡，以免污染研究样本。
美国国家航空航天局 某些耐寒微生物可能在月球上存活 先前的月球任务探索了月球赤道地区，那里强烈的紫外线辐射和昼夜巨大的温差使表面环境不适合生命存在。
但阿耳忒弥斯4号任务计划登陆月球南极，该区域独特的地形可能维持某些细菌和真菌存活，这意味着未来的任务应仔细考虑该区域污染的风险，研究人员在《科学进展》上报告称。
在月球两极，阳光以比赤道低得多的角度照射到月面，形成了永久阴影区，那里的温度可低至零下200摄氏度，且紫外线辐射极少。
美国宇航局戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林贝尔特）的有机地球化学家希瑟格雷厄姆表示，这种环境条件与冷冻干燥微生物（如面包酵母）所需的条件相差不大。
格雷厄姆及其在NASA的同事们研究了三种细菌和两种通常与人类相关的真菌。
这些微生物此前曾附着在航天服上、载荷舱内，甚至出现在国际空间站外部。
研究团队发现，这五种微生物在月球南极某些区域至少能存活24小时。
最耐久的微生物是黑曲霉菌，一种常见于浴室和热水器中的真菌。
这种真菌具有厚实的细胞壁，并且能够在休眠状态下修复DNA。
研究人员估计，在某些地区，黑曲霉菌能够存活一周以上。
但生存并不等于繁荣。
在这些条件下，这些微生物很可能无法繁殖或生长。
但即使死亡或处于休眠状态的微生物，也可能对月球研究构成威胁。
它们的蛋白质和其他化学特征仍会在月球表面的样本中显现，从而干扰测量结果。
研究的见解将为阿耳忒弥斯IV号及其他载人任务的去污程序提供依据。
格雷厄姆表示，火星比月球为微生物提供了更为适宜的环境，因此在火星上生命传播的风险会高得多。
越能高效实现月球上的清洁探索，我们在类似火星这样的目的地就将具备更优的准备条件。
相关知识（天文术语） 月球是地球唯一的天然卫星，距离地球约38万公里，表面布满环形山和月海。
它本身不发光，靠反射太阳光被我们看见。
月球对地球的潮汐有显著影响，并在人类探索太空的历史中扮演重要角色，是目前唯一有人类踏足的地外天体。
BY: Libby Riddle FY: AI 如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处
月球每年都在缩小，嫦娥七号还敢落南极吗？
按照计划，嫦娥七号将在2026年上天，前往月球南极去调查水冰。可惜今年8月23日，官方宣布嫦娥七号尚不满足发射条件，不能在预定窗口实施，将择机推迟到2027年。
不能怪官方出尔反尔，因为在月球南极地界，嫦娥七号面对的麻烦要比当年嫦娥三、四、六号加起来都复杂许多。
其中一个麻烦，便与最近科学家发现“月球每年都在缩小”相联系。
而月球缩小留下的伤疤，偏偏是在南极最为密集。
我们先回答一个问题，为何月球会缩小？我们可以把月球想象成一颗风干的葡萄，外壳被挤得起了诸多褶子，在月球内部储存着40多亿年演化下来的余热，这些余热需要慢慢地散掉，但月球可没有像地球那套板块构造，它只有一整块完整的硬壳。
当其冷却收缩之时，应力无处释放，就靠断层错动来泄压。
于是乎，月球表上到处都可能冒出逆冲断层。
不像地球能把危险圈在板界交界的地震带里，在月球上可根本没有什么所谓的安全地方可以躲避。
而嫦娥七号偏偏要去的南极，就是月球最不稳定的区域之一。
南极那一带撞击坑分布密集，地形起伏极大，本就是构造应力容易集中之地。
再加上这里又是人类最理想的落脚之处，因为永久阴影坑底下可能存在水冰，那可是建造未来月球基地的核心资源。
嫦娥七号携带了一台飞跃器，计划从阳光照射区飞进永久阴影坑底部，实地勘探水冰的位置以及存量。
可那些终年不见阳光的坑，最容易在轻微震动下滑坡。
所以，工程师得在“想要”和“敢落”之间反复考虑。
这并不是中国独有的纠结，像美国的登月计划同样也在考虑这方面的问题，但大家的解法不太一样。
嫦娥七号的账究竟要怎么算呢？今年的着陆窗口本来就十分紧张，气候更是极端，光照区最高能到零下110，阴影坑里低于零下230。
在如此极端的环境下，如果落点附近正好压着一条活动断层，月震一来，月壤就有可能出现滑坡：轻则扬起尘埃遮住太阳能板，重则让脚架受力不均，从而无法正常工作。
月震程度可大可小，有些月震能晃上几个小时，远比地球上的普通地震磨人。
嫦娥七号作为勘测先锋，任务周期很短，遇上灾害的概率不高。
可它探明的环境数据，是要给后面的嫦娥八号以及中国载人登月铺路的。
基地要一住几十年，那时候出现的月震和滑坡就不再是小概率事件，必须提前研究和预防。
所以不用纠结于嫦娥七号是否延期，因为这笔账算的并不是今天落下去安不安全，而是我们能不能把月球的脾气研究透，读得准。
多候选落点本身就是一个缓冲，最后落地前再定具体位置，本就是给不确定性留余地。
只有选择更加有把握的落地点，才能够保障任务的安全性。
嫦娥八号计划在2028年前后发射，用月壤高温熔断加3D打印“就地打砖”，给中国载人登月搭建科研站提供基础。
当然，美国也在慢缓慢地推进月球登月的布局，两者暗暗较劲，究竟谁先把月球哪里能稳稳落脚回答清楚，谁才算把这笔账算清，谁就可能在下个时代的太空家园里多一分底气。
所以嫦娥七号这一次发射，既是探水，也是探路。
月球缩小这件事微不足道，但对工程师来说却是必须回答的考题。
嫦娥七号去南极找冰，是给中国未来几十年月球家园探路，需要我们把地质风险算到里面去。
这不是悲观，而是务实。
