《宇宙的起源》 閱讀題答案參考

　　宇宙的起源

　　詹姆哈特爾和我發(fā)現宇宙自發(fā)創(chuàng )生的圖景有一點(diǎn)像泡泡在沸騰的水中形成。其思想是，宇宙最可能的歷史像是泡泡的表面。許多小泡泡出現，然后再消失。這些對應于微小的宇宙，它們膨脹，但在仍處于微觀(guān)尺度時(shí)再次坍縮。它們是另外可能的宇宙，由于不能維持足夠長(cháng)的時(shí)間，來(lái)不及發(fā)展星系和恒星，更不用說(shuō)生命了，所以我們對它們沒(méi)有多大興趣。然而，這些小泡泡中的一些會(huì )膨脹到一定的尺度，到那時(shí)就可以安全地逃避坍縮。它們會(huì )繼續以不斷增長(cháng)的速率膨脹，形成我們看到的泡泡。它們對應于開(kāi)始以不斷增加的速率膨脹的宇宙。這就是所謂的暴漲，正如每年的價(jià)格上漲一樣。

　　通貨膨脹的世界紀錄應歸一戰以后的德國。在18個(gè)月期間價(jià)格膨脹了一千萬(wàn)倍。但是，它和早期宇宙中的暴漲相比實(shí)在微不足道。宇宙在比一秒還微小得多的時(shí)間內膨脹了十的30次方倍。和通貨膨脹不同，早期宇宙的暴漲是非常好的事情。它產(chǎn)生了一個(gè)巨大的均勻的宇宙，正如我們觀(guān)察到的。然而，它不是完全均勻的。在對歷史求和中，稍微具有無(wú)規性的歷史和完全均勻和規則歷史的概率幾乎相同。因此，理論預言早期宇宙很可能是稍微不均勻的。這些無(wú)規性在從不同方向來(lái)的微波背景強度上引起小的變化。利用MAP（微波各向異性）衛星已經(jīng)觀(guān)察到微波背景，發(fā)現了和預言完全一致的變化。這樣，我們知道自己正在正確的道路上前進(jìn)。

　　早期宇宙中的無(wú)規性，意味著(zhù)在有些區域的密度，比其他地方的稍高。這些額外密度的引力吸引使這個(gè)區域的膨脹減緩，而且最終能夠使這些區域坍縮形成星系和恒星。請仔細看這張微波天圖（略）。它是宇宙中一切結構的藍圖。我們是極早期宇宙的量子起伏的產(chǎn)物。上帝的確在擲骰子。

　　在過(guò)去的百年間，我們在宇宙學(xué)方面取得了驚人的進(jìn)步。廣義相對論和宇宙膨脹的發(fā)現，粉碎了永遠存在并將永遠繼續存在的宇宙的古老圖像。取而代之，廣義相對論預言，宇宙和時(shí)間本身都在大爆炸初起始。它還預言時(shí)間在黑洞里終結。宇宙微波背景的發(fā)現，以及黑洞的觀(guān)測，支持這些結論。這是我們的宇宙圖像和實(shí)在本身的一個(gè)深刻的改變。

　　雖然廣義相對論預言了宇宙來(lái)自于過(guò)去一個(gè)高曲率的時(shí)期，但它不能預言宇宙如何從大爆炸形成。這樣，廣義相對論自身不能回答宇宙學(xué)的核心問(wèn)題，為何宇宙如此這般；然而，如果廣義相對論和量子論相合并，就可能預言宇宙是如何起始的。它開(kāi)始以不斷增大的.速率膨脹。這兩個(gè)理論的結合預言，在這個(gè)稱(chēng)作暴漲的時(shí)期，微小的起伏會(huì )發(fā)展，導致星系、恒星以及宇宙中所有其他結構的形成。對宇宙微波背景中的小的非均勻性的觀(guān)測，完全證實(shí)了預言的性質(zhì)。這樣，我，似乎正朝著(zhù)理解宇宙起源的正確方向前進(jìn)，盡管還有許多工作要做。當我們通過(guò)精密測量空間航空器之間的距離，進(jìn)而能夠檢測到引力波的時(shí)候，就會(huì )打開(kāi)極早期宇宙的新窗口。引力波從最早的時(shí)刻自由地向我們傳播，所有介入的物質(zhì)都無(wú)法阻礙它。與此相比較，自由電子多次地散射光。這種散射一直進(jìn)行到30萬(wàn)年后電子波被凝結之前。

　　盡管我們已經(jīng)取得了一些偉大成功，但并非一切都已解決。我們觀(guān)察到，宇宙的膨脹在長(cháng)期的變緩之后，再次加速。對此理論還不能理解清楚。缺乏這種理解，對宇宙的未來(lái)還無(wú)法確定。它會(huì )繼續地無(wú)限地膨脹下去嗎？暴漲是一個(gè)自然定律嗎？或者宇宙最終會(huì )再次坍縮嗎？新的觀(guān)測結果、進(jìn)步的理論正迅速涌來(lái)。宇宙學(xué)是一個(gè)非常激動(dòng)人心和活躍的學(xué)科。我們正接近回答這些古老的問(wèn)題：我們?yōu)楹卧诖�？我們從何而�?lái)？

　　1、從原文看，下列對宇宙自發(fā)創(chuàng )生的圖景相關(guān)內容說(shuō)明正確的一項是（）

　　A、廣義相對論和宇宙膨脹的發(fā)現，粉碎了永遠存在并將永遠繼續存在的宇宙的古老圖像，因為宇宙和時(shí)間本身都在大爆炸初起始。

　　B、宇宙自發(fā)創(chuàng )生的圖景是由我（霍金）與詹姆哈特爾發(fā)現的，這一理論完全可以回答從何處來(lái)、因何在此的問(wèn)題。

　　C、微小的宇宙的膨脹，在由于仍然處于微觀(guān)尺度時(shí)再次坍縮。只有當膨脹到一定的尺度，才可以安全地逃避坍縮，并且以不斷增大的速率膨脹，形成早期宇宙中的暴漲，進(jìn)而形成星系和恒星。

　　D、宇宙學(xué)是一個(gè)非常激動(dòng)人心和活躍的學(xué)科。我們正接近回答這些古老的問(wèn)題：我們?yōu)楹卧诖�？我們從何處而�?lái)？

　　2、下列表述，不符合原文意思的一項（）

　　A、宇宙在比一秒還微小得多的時(shí)間里膨脹了十的30次方倍，產(chǎn)生了一個(gè)非常巨大的均勻的宇宙，因此，早期宇宙的暴漲是非常好的事情。

　　B、利用MAP（微波各向異性）衛星觀(guān)察到微波背景強度上，發(fā)現了與早期宇宙可能是稍微不均勻的預言完全一致的變化。

　　C、科學(xué)家觀(guān)察到，宇宙的膨脹在長(cháng)期的變緩后，再次加速。但對此運用廣義相對論理論已經(jīng)可以解釋其內在的原因。

　　D、早期宇宙的無(wú)限性，使得某些區域的密度增高，同時(shí)又使得這個(gè)區域的膨脹減緩，而且最終能夠使這些區域坍縮形成星系和恒星。

　　3、依據原文的信息，下列推斷正確的一項()

　　A、早期宇宙的膨脹與第一次世界大戰的德國的通貨膨脹一樣，在18個(gè)月里居然膨脹了一千萬(wàn)倍，令人驚異。

　　B、廣義相對論預言宇宙來(lái)自于過(guò)去一個(gè)高曲率的時(shí)期，但它不能預言宇宙如何從大爆炸形成，其自身也不能回答宇宙學(xué)的核心問(wèn)題。

　　C、廣義相對論預言宇宙和時(shí)間本身都在大爆炸初起始，時(shí)間也將在黑洞里終結，而宇宙微波背景的發(fā)現，以及黑洞的觀(guān)測，卻沒(méi)有支持這些結論。

　　D、新的宇宙理論對宇宙的未來(lái)、宇宙的無(wú)限膨脹、暴漲的自然性、宇宙的再次坍縮都有一個(gè)明確的答復。

　　參考答案：

　　1C  2Ｃ  ３Ｂ

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