空間和時間的突破，無性繁殖，外星生命的有力候選者。科學在太陽系中的最新一次旋轉過程中沒有讓我們失望。
在科學的又一個輝煌年份，天文學家揭開了關於宇宙的新發現，生物學家繪製出了我們星球生物更清晰的地圖，古生物學家描繪了數百萬年前在地球上漫遊的恐龍更豐富的圖景。人類科學研究的最新匯編繼續引人入勝，並揭示了新的謎團等待解決。
以下是國家地理雜誌精選的2023年最具魅力的突破：
1.天文學家探測到時空中的巨大漣漪
科學家們首次探測到低頻引力波在星系中移動。這些宇宙漣漪可能是超大質量黑洞相互作用並在大約數十億光年外合併的遙遠回聲。一個國際研究小組通過測量來自脈衝星的無線電信號的微小時間變化發現了這些宇宙波。研究結果表明，早期宇宙中比以前想像的要多得多的大型黑洞，繼續研究這種新型引力波可以幫助揭示我們宇宙起源的細節，並更好地解釋宇宙中看不見的物質和力量。
2.腦解碼器將人類思想轉化為文本，為失去語言能力的人們帶來希望
雖然這不是一個技術上的「讀心術」設備，但德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員報告了他們使用新的人工智能系統進行的革命性工作：將人腦活動轉化為實驗室中的連續文本流。這種語義解碼器不需要手術植入物，而是依靠功能性MRI掃描來拾取大腦對播客或圖像等事物的反應。
而不是提供逐字逐句的轉錄，腦解碼系統基本上根據個人對某些單詞或圖像的反應創建了一個大腦活動模式字典，然後使用該字典將大腦活動與其他人正在思考的其他事情進行交叉引用。這項技術目前仍處於起步階段，但它已經引發了有關非自願情況下精神私隱和倫理的棘手問題。然而，對於患有溝通障礙的人的家庭來說，這項工作帶來了新的希望。
3.古代鯨魚可能是最大的動物
讓位吧，藍鯨——一種名為「Perucetus colossus」的古老鯨類動物可能是最大的動物。對3700萬年前生活在秘魯海岸水域的古代鯨魚化石骨骼進行的新分析表明，這種動物的體重可能超過300噸，體長約60英尺。如果它真的像科學家懷疑的那樣重，那麼它將是有史以來已知的最大的動物。藍鯨雖然仍然更長，約100英尺，但體重只有200噸左右。
4.霸王龍有嘴唇，改變了我們對這種恐龍的看法
霸王龍和其他食肉恐龍可能與懷疑的不同，它們可能有覆蓋其強大牙齒的嘴唇。一個古生物學家團隊在研究現代動物，包括鳥類和爬行動物，以及已知恐龍解剖結構的細節之後，得出這個驚人的結論。他們寫道，霸王龍和相關的食肉動物可能在鋒利牙齒上覆蓋了軟組織，以保護動物的嘴巴，並使它們的咀嚼器保持最佳攻擊狀態。
5.300萬年前的石器工具揭示了人類非親屬的聰明才智
在肯雅西南部，考古學家發現了令人驚訝的發現：石器工具與人類的一個古老非親屬物種——南方古猿的化石一起埋葬。這些工具的發現——可能已有300萬年歷史——提供了證據，證明非人類的南方古猿發展了石器技術。更重要的是，它表明工具開發比之前認為的要早。克利夫蘭自然歷史博物館的古人類學家艾瑪·芬尼斯通告訴《國家地理》，南方古猿擁有巨大的牙齒和下巴，因此人們普遍認為它們可能使用石器工具的想法被很大程度上否定了。最新的發現似乎顛覆了這種假設。
6.失落的世界可能推動複雜生命的起源
從澳大利亞和其他地方的古代岩石中提取的化學線索表明，大約16億到8億年前，複雜的細胞已經很普遍，支持了關於複雜生命起源時間意外早的理論。真核生物——擁有明確定義的細胞核的生物——的演化過程一直是難以捉摸的，因此一個國際研究團隊選擇了一種新的策略：尋找真核生物形成細胞膜所需的分子副產品。他們認為，如果能在古代岩石樣本中找到這樣的證據，就可以證明真核生物的存在。他們從澳大利亞的巴尼溪組採集的最古老的這些分子樣本，其年代可追溯到16億年前，將真核生物的化學證據推回了更早的時間，與遺傳和微化石證據更加吻合。
7.已發現的行星數量超過5500顆
今年8月，大約在30年前天文學家發現我們太陽系以外的第一顆行星後，科學家們宣佈他們發現了6顆新的系外行星，使已知行星總數超過5500顆。凌日系外行星巡天衛星(TESS)等望遠鏡的幫助下，系外行星的搜索繼續揭示了銀河系中各種各樣的新世界。更重要的是，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和其他強大的天文台也在提供有關這些世界的更多細節，比如K2-18b——一顆介於地球和海王星之間大小的行星，可能擁有厚厚大氣層下全球的海洋。
8.黑猩猩像人類一樣經歷更年期
長期以來，生物學家一直對動物在繁殖期後還能活很長時間的進化益處感到困惑。只有虎鯨、短鰭領航鯨、獨角鯨、白鯨、偽虎鯨和人類已知會經歷更年期。但一項新的研究，利用對黑猩猩尿液中激素進行長期分析，證實了至少在烏干達的基巴萊國家公園的一個地點，黑猩猩會經歷更年期並繼續存活下來。這項尿液研究包括14歲至67歲的雌性黑猩猩，表明黑猩猩會在50歲左右經歷更年期，這與人類通常在同一年齡左右經歷更年期提供了有趣的平行案例。證據表明，在一些鯨豚物種中，老年雌性會參與撫養後代，但黑猩猩似乎並非如此，因為它們不會撫養與自己有血緣關係的後代。然而，一種理論是，更年期有助於減少靈長類動物的繁殖競爭，這是科學家將在未來幾年繼續研究的內容。
9.美洲鱷魚首次發現無性繁殖
在無性繁殖技術——孤雌生殖的最新案例中，哥斯達黎加一個公園的一隻雌性美洲鱷魚在沒有雄性伴侶的情況下產下了後代。這種現象通常發生在動物面臨極端種群壓力時，以前曾在其他動物身上報告過，包括極度瀕危的加州禿鷹、多種鯊魚、科莫多巨蜥和某些蛇，但以前從未在任何鱷魚物種身上報告過。這隻母鱷魚大約16年沒有與同類接觸，基因分析證實胎兒確實是她自己的部分克隆體。儘管這隻動物生活在圈養環境中，但這一發現對其野生親屬也有影響，因為國際自然保護聯盟已將美洲鱷魚列為易受滅絕威脅的物種。
10.科學家開發了一種新的、更具代表性的基因組
美國國家衛生研究院今年公佈了新的泛基因組——對20年前的參考人類基因組進行急需的更新。新模型涵蓋了更多種族的多樣性，是改善個性化醫療的必要一步。目前，新的泛基因組包括47人的基因組序列，儘管該模型最終計劃包含大約700人。之前的參考樣本很大程度上取自一個人的基因組，其他數據點來自主要是歐洲血統的人。美國國家衛生研究院表示，儘管任何兩個人類的基因組通常超過99%是相同的，但區分個體差異可以揭示疾病易感性的關鍵信息，並指導必要的醫療治療決策。
11.土衛二上發現了磷，這是生命可能存在的重要標誌
新的化學證據表明土星的衛星可能能夠支持生命。科學家今年宣佈，他們在土衛二的海洋中發現了磷。除了碳、氫、氮、氧和硫以外，這種第六元素也是維持生命所必需的。天文學家已經在土衛二上發現了其他五種元素的跡象，因此，這項最新發現——由卡西尼號宇宙塵埃分析儀從冰粒中探測到——使這個冰凍的岩石成為尋找外星生命的候選目標。
