《宇宙的未来》课后练习答案(2)

《宇宙的未来》课后练习（阅读题）

(一)阅读下面的文字，完成6～8题。

宇宙的起源

詹姆?哈特尔和我发现宇宙自发创生的图景有一点像泡泡在沸腾的水中形成。其思想是，宇宙最可能的历史像是泡泡的表面。许多小泡泡出现，然后再消失。这些对应于微小的宇宙，它们膨胀，但在仍然处于微观尺度时再次坍缩。它们是另外可能的宇宙，由于不能维持足够长的时间，来不及发展星系和恒星，更不用说智慧生命了，所以我们对它们没有多大兴趣。然而，这些小泡泡中的一些会膨胀到一定的尺度，到那时就可以安全地逃避坍缩。它们会继续以不断增大的速率膨胀，形成我们看到的泡泡。它们对应于开始以不断增加的速率膨胀的宇宙。这就是所谓的暴胀，正如每年的价格上涨一样。

通货膨胀的世界纪录应归一战以后的德国。在18个月期间价格膨胀了一千万倍。但是，它和早期宇宙中的暴胀相比实在微不足道。宇宙在比一秒还微小得多的时间内膨胀了10的30次方倍。和通货膨胀不同，早期宇宙的暴胀是非常好的事情。它产生了一个非常巨大的均匀的宇宙，正如我们观察到的。然而，它不是完全均匀的。在对历史求和中，稍微具有无规性的历史和完全均匀和规则历史的概率几乎相同。因此，理论预言早期宇宙很可能是稍微不均匀的。这些无规性在从不同方向来的微波背景强度上引起小的变化。利用MAP(微波各向异性)卫星已经观察到微波背景，发现了和预言完全一致的变化。这样，我们知道自己正在正确的道路上前进。

早期宇宙中的无规性，意味着在有些区域的密度，比其他地方的稍高。这些额外密度的引力吸引使这个区域的膨胀减缓，而且最终能够使这些区域坍缩形成星系和恒星。请仔细看这张微波天图(略)。它是宇宙中一切结构的蓝图。我们是极早期宇宙的量子起伏的产物。上帝的确在掷骰子。

在过去的百年间，我们在宇宙学方面取得了惊人的进步。广义相对论和宇宙膨胀的发现，粉碎了永远存在并将永远继续存在的宇宙的古老图像。取而代之，广义相对论预言，宇宙和时间本身都在大爆炸处起始。它还预言时间在黑洞里终结。宇宙微波背景的发现，以及黑洞的观测，支持这些结论。这是我们的宇宙图像和实在本身的一个深刻的改变。

虽然广义相对论预言了宇宙来自于过去一个高曲率的时期，但它不能预言宇宙如何从大爆炸形成。这样，广义相对论自身不能回答宇宙学的核心问题，为何宇宙如此这般;然而，如果广义相对论和量子论相合并，就可能预言宇宙是如何起始的。它开始以不断增大的速率膨胀。这两个理论的结合预言，在这个称作暴胀的时期，微小的起伏会发展，导致星系、恒星以及宇宙中所有其他结构的形成。对宇宙微波背景中的小的非均匀性的观测，完全证实了预言的性质。这样，我们似乎正朝着理解宇宙起源的正确方向前进，尽管还有许多工作要做。当我们通过精密测量空间航空器之间的距离，进而能够检测到引力波的时候，就会打开极早期宇宙的新窗口。引力波从最早的时刻自由地向我们传播，所有介入的物质都无法阻碍它。与此相比较，自由电子多次地散射光。这种散射一直进行到30万年后电子被凝结之前。

尽管我们已经取得了一些伟大成功，但并非一切都已解决。我们观察到，宇宙的膨胀在长期的变缓之后，再次加速。对此理论还不能理解清楚。缺乏这种理解，对宇宙的未来还无法确定。它会继续地无限地膨胀下去吗?暴胀是一个自然定律吗?或者宇宙最终会再次坍缩吗?新的观测结果、进步的理论正迅速涌来。宇宙学是一个非常激动人心和活跃的学科。我们正接近回答这些古老的问题：我们为何在此?我们从何而来?

(选自2006年《霍金在人民大会堂的演讲》)

6.从原文看，下列对“宇宙自发创生的图景”相关内容的说明正确的一项是( )

A.广义相对论和宇宙膨胀的发现，粉碎了永远存在并将永远继续存在的宇宙的古老图像，因为宇宙和时间本身都在大爆炸处起始。

B.宇宙自发创生的图景是由“我”(霍金)与詹姆?哈特尔发现的，这一理论完全可以回答从何处来、因何在此的问题。

C.微小的宇宙的膨胀，在由于仍然处于微观尺度时再次坍缩。只有当膨胀到一定的尺度，才可以安全地逃避坍缩，并且以不断增大的速率膨胀，形成早期宇宙中的暴胀，进而形成星系和恒星。

D.宇宙学是一个非常激动人心和活跃的学科。我们正接近回答这些古老的问题：我们为何在此?我们从何而来?

7.下列表述，不符合原文意思的一项是( )

A.宇宙在比一秒还微小得多的时间里膨胀了10的30次方倍，产生了一个非常巨大的均匀的宇宙，因此，早期宇宙的暴胀是非常好的事情。

B.利用MAP(微波各向异性)卫星观察到微波背景，发现了与早期宇宙可能是稍微不均匀的预言完全一致的变化。

C.科学家观察到，宇宙的膨胀在长期的变缓之后，再次加速。但对此运用广义相对论理论已经可以解释其内在的成因。

D.早期宇宙的无规性，使得某些区域的密度增高，同时又使得这个区域的膨胀减缓，而且最终能够使这些区域坍缩形成星系和恒星。

8.依据原文的信息，下列推断正确的一项是( )

A.早期宇宙的膨胀与第一次世界大战的德国的通货膨胀一样，在18个月里居然膨胀了一千万倍，令人惊异。

B.广义相对论预言宇宙来自于过去一个高曲率的时期，但它不能预言宇宙如何从大爆炸形成，其自身也不能回答宇宙学的核心问题。

C.广义相对论预言宇宙和时间本身都在大爆炸处起始，时间也将在黑洞里终结，而宇宙微波背景的发现，以及黑洞的观测，却没有支持这些结论。

D.新的宇宙理论对宇宙的未来、宇宙的无限膨胀、暴胀的自然性、宇宙的再次坍缩都有了一个明确的答复。

(二)阅读下面的文字，完成6～8题。

人类目前已经给地面交通、海洋航运和空中飞行制定了合理的交通规则，以避免事故和混乱。面对太空混乱的交通现状，人类却缺乏有力措施。各种高速运转的太空垃圾几乎不受任何管制，对人类的航天安全构成巨大的威胁。

人类将卫星等航天器送入太空已经有五十年的历史了。大多数卫星的探测器进入地球轨道后只能发挥几年的作用，有的甚至一进入轨道就宣布失效了。科学家将人类航天活动留下的火箭、卫星等飞行器残骸在空间形成的垃圾统称为太空碎片，即太空垃圾。20世纪80年代是世界各国卫星发射的高峰期，每年向太空发射的不同用途的卫星不下几百颗，而每一次发射都是一次制造太空垃圾的过程。欧洲宇航局的太空专家称，人类从地面利用雷达和望远镜观测的太空碎片数量大概是13 000多个。其中，地球轨道上至少飘浮着400余个火箭以及卫星的残骸，它们目前大多正高速绕地球运行。

太空碎片的平均运行速度是10公里/秒，其破坏力与速度的平方成正比。这样的破坏力是航天器所无法抵御的。太空碎片的增多会对航天器构成巨大威胁，一旦受到碎片的撞击，航天器就会解体;而解体之后的航天器就变成了更多的碎片，会危害其他的航天器。据统计，到目前为止，地球轨道上已经发生过大约200次这样的爆炸了，而每一次爆炸的后果就是制造更多的太空垃圾，更多的太空“杀手”。

近日，国际航天安全促进协会在意大利罗马召开航天安全专题研讨会，专门研讨太空交通管制问题。建立航天安全促进系统则是目前实现太空交通管制的重要途径。美国安全世界基金会技术顾问布莱恩?维登：“到目前为止航天安全还仅仅是军事领域的话题。促进航天安全对于太空的军事应用极端重要，但实际上民用太空领域也特别需要航天安全。航天安全促进系统需要一个国际环境，与航空领域的国际协作是同样的道理，但现在还是很少有公司或国家在这一领域投入相应的资源。”

为了促进这一系统的形成，从科研机构到跨国公司，再到卫星观测站等各方参与者，已经收集了大量的必要数据。目前最大的困难就是如何融合这些类型各异的资源使之形成一致的可用资源，同时还要兼顾到各种不同资源的版权和商业机密。一些具体负责地球通信卫星运行的商业公司也已经意识到了航天安全的重要性，并开始有所行动。美国防务信息研究中心主任、空间安全专家特丽莎?赫金斯认为，民用航天安全体系可以向各方(国)提供安全数据，而且完全与政治利益无关，从而保证太空利用的透明度、缓解太空中的紧张关系。赫金斯说：“首先就是要求全球各卫星通信公司以及公司与政府之间能够建立航天安全数据共享机制，这是最关键的第一步。

现在制定合理的太空交通规则还只是处于初步的专家呼吁阶段，究竟太空交通管制会在什么时候能够成为国际上的公约法律，成为世界各航天大国共同遵守的法规呢?专家认为这将是一个漫长的过程。

(选自《北京科技报》2010年1月6日，有删改)

6.下列各项中，对“太空交通现状”的理解，准确的一项是( )

A.太空交通秩序混乱，太空垃圾威胁巨大。各种高速运转的卫星和航天器的残骸几乎不受任何管制。

B.人类发射一次卫星就制造一次太空垃圾。世界各国每年向太空发射的不同用途的卫星不下几百颗。

C.太空碎片直接威胁到太空航天器的安全。航天器的速度与太空碎片成正比时会解体成更多的碎片。

D.航天器爆炸就制造太空垃圾和太空“杀手”。到目前为止，太空已发生大约200次这样危险的爆炸。

7.下列有关“建立航天安全促进系统”的表述，不正确的一项是( )

A.为避免航天事故和混乱，制定合理的太空交通规则迫在眉睫。建立航天安全促进系统则是现在实现太空交通管制的重要途径。

B.建立航天安全促进系统首先最关键的就是要求全球各卫星通信公司以及公司与政府之间能够建立航天安全数据共享机制。

C.为了促进这一系统的形成，除各科研机构、跨国公司、卫星观测站等参与者外，一些相关的商业公司也因航天安全而有所行动。

D.建立这一促进系统需要一个国际环境，世界各国都可以向民用航天安全体系提供安全数据，从而缓解太空中紧张的政治关系。

8.根据原文提供的信息，下列推断正确的是 …( )

A.航天大国一旦达成共识来建立航天安全促进系统，这不仅可使世界各航天大国之间的信息交流和资源共享，还可以维护各国利益。

B.解决了如何融合各类型资源并形成一致的可用资源的难题，同时兼顾到各类资源的版权和商业机密，航天安全促进系统有望形成。

C.从进入太空领域到今天的50年来，人类遗留在太空的垃圾至少有13 000个，它们大多正高速绕地球运行，从而对人类构成巨大威胁。

D.鉴于太空垃圾对航天安全的巨大威胁，专家们已经在重视。这意味着实施太空交通管制和加强太空研究就能避免太空灾难。

9.把下面长句改换成两个短句，要求层次清楚，语意连贯得体，不改变原意，可以适当更换词语。

在遥远的东方，成为耀眼的明星，有点残疾的那个不苟言笑的英国老头史蒂芬?霍金，凭着他的英姿、他的智者风度，让黄皮肤的学人智者、青年老年们一饱眼福，犹如进行了一次圣洁的学术洗礼。

10.根据下列内容传达出的信息要点，拟一条一句话新闻。(不超过30个字)

隶属于中国科学协会的中国空间科学学会在广西北海召开研讨会，一批空间科学家就中国进行登陆月球、火星等工程展开研讨，会上收到数十份方案。科学学会秘书长叶自立表示，中国科学家们正在探讨登上月球的具体内容。他还说，中国空间科学学会的工作是专门研究空间物理、空间化学等，进行外层空间气象预测预报。叶自立称，中国目前已联合国内多所科研机构，进行“太空气象”的观测，并在综合分析的基础上提供预报，为地球至月球、地球至火星的飞行器提出可供选择的路径和轨道。据悉，中国现已具备技术实力，科学家们希望在21世纪首先达到两个目标，就是登陆月球和登陆火星。叶自立表示，他们正在为此展开全方位的努力，包括到月球上开发资源，改造环境。

11.《宇宙的未来》作为一篇演讲词，有大量篇幅是较为严肃的科学话题，运用了好多专业术语，容易使人感到沉闷。霍金运用了许多幽默风趣的语言，使得这样一篇旨在说明科学道理的学术演讲，让人能够在一种轻松愉快的气氛中认真听下去。请你也写一段演讲词，要有积极向上的主题，有鼓动性，不少于300字。

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