科学最前沿，2020年全球最顶尖的18项科学发现，刷新科学认知

2020年，科学界硕果累累，马里兰大学的一队地球物理学家出人意料地在地核附近发现了广泛分布的结构。当研究人员分析了数千份地震波在地球上传播的记录后发现了这些结构，它们原来是由异常密集的热岩石组成的区域。

此外，斯坦福大学的行星科学家团队发现，北冰洋正在发生转移。他们发现，浮游植物的爆发性繁殖极大地改变了北极将大气中的碳转化为生物的能力，这表明该地区比地球上其他任何地方变暖的速度都要快。

格拉斯哥大学物理与天文学院的一个研究小组进行了一项实验，证实了一项已有50年历史的理论，该理论描述了外星文明如何利用黑洞。该理论描述了将一个物体放入黑洞的能层中如何产生能量。这项工作由苏格兰的一个团队完成，他们建造了一个系统，该系统使用扬声器的小圆环在声波中产生扭曲，这种扭曲类似于光波理论中提出的扭曲。

阿肯色大学的一组物理学家开发了一种电路，可以捕捉石墨烯的热运动，并将其转化为电流。该设计是基于三年前大学进行的一项研究，该研究表明石墨烯薄片上的波纹和褶皱为能量收集带来了希望，这与理查德·费曼的研究相矛盾，费曼的研究表明布朗运动不能起作用。

美国国家航空和宇宙航行局的一组研究人员宣布，量子“第五态物质”首次在太空中被观测到，这一发现可能有助于解决量子宇宙中一些最棘手的难题。这些观测结果来自在国际空间站上进行实验的玻色—爱因斯坦凝聚态仪器。

剑桥大学圣约翰学院的博士生劳拉·范·荷斯坦领导的研究小组首次证明了查尔斯·达尔文的一项进化论。该理论表明，哺乳动物亚种在进化中发挥的作用比之前认为的更重要，其证据可以在帮助保护濒危物种方面发挥重要作用。

亚利桑那大学的一组研究人员发现了一种方法来确定冰川期的寒冷程度。他们发现，大气中碳含量每增加一倍，全球气温就会上升3.4摄氏度，这是最新一代气候模型预测的范围（1.8至5.6摄氏度）的中间值。然后他们注意到，在冰河时期大气中的二氧化碳水平约为百万分之180，这使他们能够计算出那个时期的温度。

欧洲南方天文台的甚大望远镜，捕捉到了有史以来第一张年轻的类太阳恒星和两颗巨大的系外行星相伴的照片，这项观测可以帮助天文学家更好地了解太阳系中行星的形成过程。这个新星系位于大约300光年之外，被命名为TYC 8998-760-1。

密歇根州立大学的一个研究小组发现，超新星最内部形成碳原子的速度比之前认为的要快10倍以上。这种反应被称为三重α过程，它挑战了一些理论，这些理论解释了为什么地球上有异常大量的重元素，如钼和钌的同位素。

一个来自德克萨斯农工大学、休斯顿大学和贝勒大学的联合研究小组发现，从德克萨斯一个洞穴中提取的沉积物样本可能推翻了陨石对古代全球变冷的解释。沉积物的地球化学组成表明，新仙女木期是由一系列火山喷发和一颗已经冷却的行星引发的，而不是像早期证据所暗示的小行星撞击。

一艘新的中国载人潜水器到达了地球最深的海沟。这艘名为“芬迪哲”的潜水器下潜一万多米，进入太平洋西部的马里亚纳海沟。它搭载了三名研究人员。这次潜水是第一次从著名的海沟底部进行视频直播。该车还配备了机械臂，使研究小组能够收集生物样本。

新南威尔士大学的一组工程师破解了一个存在了58年之久的谜题，并在通往量子突破的道路上取得了突破。在对单个锑原子进行核磁共振实验时，他们发现是电共振而不是磁共振，从而解决了如何用电而不是磁场来控制核自旋的奥秘。

一组来自美国、德国和英国的研究人员通过研究哈勃望远镜的数据发现证据表明，参宿四神秘的变暗是由一场创伤性爆发引起的。这颗著名恒星突然变暗，使一些业内人士相信它即将变成超新星。相反，研究人员发现，变暗更有可能是由于稠密热气体的喷射和冷却，这表明这颗恒星可能比正常情况提前一年经历了变暗期。

此外，马萨诸塞大学阿默斯特分校的一个团队开发了一种新的绿色技术，似乎能凭空产生电力。他们发明的装置利用导电蛋白质纳米线从空气中的水分中产生电能。他们还指出，该设备可以全天候运行，无污染，可再生，生产成本低廉。

芝加哥大学普利兹克分子工程学院的一个团队发现了一种方法，可以让量子态的持续时间延长10000倍，通过增加一个连续的交变磁场，使量子系统以为它们没有噪声。这个改变使研究小组能够建立一个能够保持量子态长达22毫秒的系统。

山荒岛生物实验室的一个团队与巴克老龄化研究所的一个团队合作，发现了可以将线虫寿命延长五倍的方法，该团队指出，在人类身上也可以延长400或500年。他们表示，他们的发现有助于解释为什么有些人能够活到很老，却从未患过任何与年龄有关的疾病。

延世大学的一个团队与里昂大学和卡西的合作者合作，发现了新的证据，表明在发现暗能量时做出的关键假设是错误的。他们报告说，使用经验标准化对Ia型超新星校正光度的假设不会随着红移而演化。

最后，华盛顿大学圣路易斯分校的一个研究小组发现，一块陨石块中含有令人意想不到的前太阳系颗粒的证据。在研究这块碎片时，他们惊讶地发现了一些固体星际物质，这些物质是在太阳诞生之前形成的，先前的理论认为这样的颗粒不应该能够在这样的环境中生存。