《宇宙的起源》閱讀題答案參考

2021-06-12 閱讀答案

　　宇宙的起源

　　詹姆哈特爾和我發(fā)現(xiàn)宇宙自發(fā)創(chuàng)生的圖景有一點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(xiàn)，然后再消失。這些對應于微小的宇宙，它們膨脹，但在仍處于微觀尺度時再次坍縮。它們是另外可能的宇宙，由于不能維持足夠長的時間，來不及發(fā)展星系和恒星，更不用說生命了，所以我們對它們沒有多大興趣。然而，這些小泡泡中的一些會膨脹到一定的尺度，到那時就可以安全地逃避坍縮。它們會繼續(xù)以不斷增長的速率膨脹，形成我們看到的泡泡。它們對應于開始以不斷增加的速率膨脹的宇宙。這就是所謂的暴漲，正如每年的價格上漲一樣。

　　通貨膨脹的世界紀錄應歸一戰(zhàn)以后的德國。在18個月期間價格膨脹了一千萬倍。但是，它和早期宇宙中的暴漲相比實在微不足道。宇宙在比一秒還微小得多的時間內膨脹了十的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。它產生了一個巨大的均勻的宇宙，正如我們觀察到的。然而，它不是完全均勻的。在對歷史求和中，稍微具有無規(guī)性的歷史和完全均勻和規(guī)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。這些無規(guī)性在從不同方向來的微波背景強度上引起小的變化。利用MAP（微波各向異性）衛(wèi)星已經觀察到微波背景，發(fā)現(xiàn)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。

　　早期宇宙中的無規(guī)性，意味著在有些區(qū)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區(qū)域的膨脹減緩，而且最終能夠使這些區(qū)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物。上帝的確在擲骰子。

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

　　雖然廣義相對論預言了宇宙來自于過去一個高曲率的時期，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的核心問題，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。它開始以不斷增大的速率膨脹。這兩個理論的結合預言，在這個稱作暴漲的時期，微小的起伏會發(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測，完全證實了預言的性質。這樣，我，似乎正朝著理解宇宙起源的正確方向前進，盡管還有許多工作要做。當我們通過精密測量空間航空器之間的距離，進而能夠檢測到引力波的時候，就會打開極早期宇宙的新窗口。引力波從最早的時刻自由地向我們傳播，所有介入的物質都無法阻礙它。與此相比較，自由電子多次地散射光。這種散射一直進行到30萬年后電子波被凝結之前。

　　盡管我們已經取得了一些偉大成功，但并非一切都已解決。我們觀察到，宇宙的膨脹在長期的變緩之后，再次加速。對此理論還不能理解清楚。缺乏這種理解，對宇宙的未來還無法確定。它會繼續(xù)地無限地膨脹下去嗎？暴漲是一個自然定律嗎？或者宇宙最終會再次坍縮嗎？新的觀測結果、進步的理論正迅速涌來。宇宙學是一個非常激動人心和活躍的`學科。我們正接近回答這些古老的問題：我們?yōu)楹卧诖�？我們從何而來�?/p>

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

　　A、廣義相對論和宇宙膨脹的發(fā)現(xiàn)，粉碎了永遠存在并將永遠繼續(xù)存在的宇宙的古老圖像，因為宇宙和時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(xiàn)的，這一理論完全可以回答從何處來、因何在此的問題。

　　C、微小的宇宙的膨脹，在由于仍然處于微觀尺度時再次坍縮。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，進而形成星系和恒星。

　　D、宇宙學是一個非常激動人心和活躍的學科。我們正接近回答這些古老的問題：我們?yōu)楹卧诖�？我們從何處而來�?/p>

　　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間里膨脹了十的30次方倍，產生了一個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(wèi)星觀察到微波背景強度上，發(fā)現(xiàn)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、科學家觀察到，宇宙的膨脹在長期的變緩后，再次加速。但對此運用廣義相對論理論已經可以解釋其內在的原因。

　　D、早期宇宙的無限性，使得某些區(qū)域的密度增高，同時又使得這個區(qū)域的膨脹減緩，而且最終能夠使這些區(qū)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(zhàn)的德國的通貨膨脹一樣，在18個月里居然膨脹了一千萬倍，令人驚異。