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貓怎麼保持這麼乾淨?3D掃描揭示貓科動物舌頭清潔的秘密

養過貓的同學都知道,貓是最愛乾淨的,除了曬太陽、吃飯、睡覺外,大部分時間都在舔毛。有事沒事舔一舔,飯前飯後舔一舔,被剷屎官抱一下蹂躪完也要舔一舔。從生物學角度上看,貓咪舔毛可以將身體上的那些灰塵污垢清除掉保持乾淨,也可以保持毛髮不會結球起團。

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那為啥舔一舔就能保持身體乾淨呢?主要靠它那長滿倒刺的舌頭。如果人的皮膚被貓的舌頭舔下,都能感覺到有刺痛感。

據每日郵報近日報導,貓的舌頭究竟有什麼魔力能令貓咪身體乾淨呢?最新刊於《美國國家科學院期刊(PNAS) 》的研究則以3D 掃描技術解開此難題。

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貓咪舌頭摸上去如同沙紙般粗糙,上面佈滿了大量如同倒勾的乳突狀結構。為深入了解這類結構,研究人員收集了家貓、短尾貓(Bobcat) 、美洲獅(Cougar) 、雪豹(Snow Leopard) 、老虎和獅子的舌頭樣本,並製作出3D立體影像。

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根據掃描數據顯示,貓咪舌頭乳突結構頂端有一個U型狀的空間。此空間的水面張力,將水份子緊扣,由此唾液中的水滴可將毛髮表層至皮膚表面清潔好。

研究人員再採用慢鏡,觀察數只家貓在清潔毛髮時,舌頭的移動方向。他們留意到,當貓咪舔毛髮時,乳突狀結構也會相對垂直於毛髮表面。研究人員表示,此動作能確保結構能盡量接觸到所有毛髮。

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除了清潔身體外,研究也利用熱能攝影機發現,貓咪亦會利用唾液幫身體降溫,原因是它們只在腳掌中帶有汗腺。

綜合研究發現,研究人員利用3D打印技術,製作出以矽膠為材料的梳子,模擬貓咪舌頭結構。他們發現這種以貓舌為藍本的梳子在梳理人類頭髮時,所需力量較少,另外也較易清潔梳子本身。

除此以外,對於大型貓科動物來說,舌頭上的倒刺可以幫助它們剔除獵物骨頭上的肉。如老虎那30厘米長的舌頭,正面像銼刀一樣有力,能所獸骨上的殘肉舔食得乾乾淨淨。據說古人買虎皮必須有虎舌用來梳理毛髮,否則虎皮如針般刺人。

太陽系的第一個“客人”——來自外星文明的“奧陌陌”?

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21 : 11
航天愛好者

企鵝號

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作者說

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當Pan-STARRS-1天文望遠鏡剛記錄下奧陌陌軌道的時候便發現,它很快,倒不如說太快了。10月19日奧陌陌在距離太陽1AU時,相對太陽的速度達到了驚人的49千米/秒,按照軌道反推可得出奧陌陌在近日點(Perihelion),地球時間2017年9月9日時的相對太陽速度竟有87.71千米/秒。如果這些數據難以提供直觀感受,那你只需要知道以此速度計算奧陌陌相對太陽的軌道離心率是e=1.20,太陽系內所觀測到所有天體最高的同時,也意味著奧陌陌有足夠的速度離開太陽系進入星際空間。

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換句話說,相對太陽而言奧陌陌的軌道是雙曲線軌道(類似上圖藍線),沒有任何一個已知乃至可能未知的太陽系內天體能提供這樣的軌道,它是人類觀測到的太陽系第一個外來訪客奧陌陌(?Oumuamua)正是夏威夷語裡斥候的意思,獨一無二的I編號也是星際天體(Interstellar)的首字母。隨著越來越多的天文望遠鏡加入到奧陌陌的觀測當中,這位星際訪客卻帶來了更多的謎團。和太陽系內幾乎所有天體一樣,奧陌陌自身不發光,觀測全部依賴反射的太陽光,但奧陌陌的亮度浮動很大,倒不如說大的有些難以置信。

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從縱軸中不難發現,奧陌陌有近乎兩倍的亮度變化。就像一個物體正面和側面的影子不同一樣,不規則形狀自旋的小行星或者彗星的反射光會有一定的浮動。但奧陌陌幾乎兩倍的亮度浮動意味著這是一顆至少長寬比超過10比1的天體,這在已知的天體形狀中還是頭一次。

而比大幅度浮動更值得一提的是奧陌陌反射光浮動的不規則性,如圖所示奧陌陌亮度變化十分隨意,整體而言只有大致趨勢並無穩定規律。月球順著穩定的軌道環繞地球所以才能看到穩定的“月有陰晴圓缺”,奧陌陌的不規則亮度浮動意味著它不僅在自旋,還在以大約7.3個小時的周期圍繞著多個旋轉軸“花式”翻滾著前行,可謂相當奇葩

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翻滾吧,奧陌陌

從2017年開始對奧陌陌持續1年的觀測更進一步加深了對其具體構成的謎團。細心的人應該已經發現,前文中一直以天體而不是彗星或者小行星稱呼奧陌陌,這是因為就連天文學家也不確定奧陌陌到底是什麼。彗星和小行星的最大區別在於前者由冰構成而後者主要由岩石和礦物構成,冰受到太陽輻射和太陽風的作用昇華為氣體釋放,也就成了大家所熟悉的彗星長長的尾跡。天文學上稱為彗尾,是區分小行星和彗星的一大特徵。

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太空望遠鏡拍攝的小行星(上)和彗星(下)

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事實上由於早觀測察沒有發現奧陌陌有任何彗尾,其最早的編號為A/2017 U1,及小行星(Asteroid)。不過隨著研究的深入,天文學家發現奧陌陌離開太陽系的速度竟然比預計的要略微快一些,也就是說它竟然“加速”了,只依賴引力改變速度的小行星是無法辦到的。同時斯皮策太空望遠鏡的觀測將奧陌陌的大小進一步縮小到140-440米之間,如果奧陌陌是一顆彗星,那麼昇華的氣體便能像推進器一樣為這顆質量不大的天體加速,足以解釋其軌道和預計的不同。之前沒有觀測到彗尾或許是因為作為可能已經星際飛行數百萬年的天體,奧陌陌的溫度極低,太陽輻射加熱緩慢導致氣體釋放量不大難以發現。

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奧陌陌(圖正中白點)沒有明顯彗尾

不過也有天文學家反對該理論,他們指出奧陌陌在2018年7月27日發現非引力加速的軌道改變時已經越過了木星軌道(5月)。如果此等距離上的太陽輻射和太陽風都能造成氣體釋放,那麼當奧陌陌在2017年9月9日通過僅0.255AU的軌道近日點時,其產生的彗尾應大到地球上都能肉眼觀測到。要知道這個近地點距離比離太陽最近的水星的近日點距離還要小17%,而水星白天赤道溫度可達430°C。因此奧陌陌還是小行星,只是其特殊的形狀形成了天然的“太陽帆”,太陽光的輻射壓對錶面積大的奧陌陌形成了天然的微小推力,長時間後便產生了軌道變化。

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可看到奧陌陌距離太陽非常近

鑑於兩種理論都有非常令人信服的證據但也都有待論證,既然天然形成完美無法解釋,那麼剩下的只可能是人工製造,奧陌陌是外星文明探測器的理論應運而生。就像我把外星文明寫入標題吸引你來看一樣,媒體也通過同樣手段吸引讀者,為奧陌陌帶來了很多關注度。不過外星文明理論並非完全的臆想,也有些許的科學依據。人工探測器可以解釋奧陌陌奇葩的外型和神秘的非引力加速,同時也能解釋奧陌陌近距離飛掠太陽的軌道,尤其是近距離飛掠地球的軌道。如果作為一個想“考察”太陽系的外星文明,毫無疑問會選擇一條能觀測到恆星(太陽)本身,以及觀測到在恆星宜居帶星球(地球)的軌道。當然這個“近距離”是相對的,奧陌陌最近時距離地球也有0.16AU,及24180000千米,地月平均距離的63倍。

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天文學距離上確實可以說是和地球“擦肩而過”

不過外星探測器的理論也有自身的問題,首先便是以人類發射的外太空探測器為例,探測器只會以一個自轉軸自旋穩定,而不是像奧陌陌那樣翻滾。不規則的自旋不利於維持軌道的穩定,也不利於天體的觀測和信息傳輸。專門尋找外星文明的SETI(Search for ExTraterrestrial Intelligence)協會也對奧陌陌進行了觀測,但哪怕利用綠岸射電望遠鏡,這個全世界最大的全動式射電望遠鏡,到現在為止也還沒有在1到12GHz的頻率內檢測到任何奧陌陌發射或接收的無線電訊號。哪怕奧陌陌真的是外星文明的探測器,它也是一個被廢棄許久或已失去聯繫很長時間的探測器。

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究竟哪種理論才是正確的呢?我們恐怕永遠無法得知。太陽系的第一位外來訪客正在以驚人的速度離我們而去,現在就連斯皮策太空望遠鏡都已經無法發現它微小的身軀,預計奧陌陌在2019年1月便會跨過土星軌道,而後2022年跨過海王星軌道,徹底消失入深空。除非在近未來能有太空探測器追上這位訪客,圍繞著奧陌陌的謎團還會持續很長時間。不過不用擔心,哪怕你堅信不疑地認為奧陌陌是外星文明的探測器,以現在相對太陽每秒26.33千米的速度,奧陌陌要徹底離開太陽系還需大約2萬年。。。。。。

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