科學(xué)界最偉大的革命,往往由現(xiàn)實(shí)和預(yù)期之間最細(xì)微的差異所引發(fā)。16世紀(jì),哥白尼提出地球并非宇宙中心,他的立論基礎(chǔ)在當(dāng)時(shí)許多人看來,不過是天體運(yùn)動(dòng)中一些深?yuàn)W難懂的細(xì)枝末節(jié)。今天,一場新的科學(xué)革命,已經(jīng)隨著11年前宇宙加速膨脹的發(fā)現(xiàn)而拉開序幕。超新星亮度上的細(xì)微差異,曾讓天文學(xué)家得出結(jié)論:構(gòu)成宇宙的所有物質(zhì)成分當(dāng)中,有70%是完全未知的。也就是說,空間中充斥著一種不同于其他任何物質(zhì)的成分——它們始終推動(dòng)著宇宙膨脹,而不像其他物質(zhì)那樣阻礙膨脹。這種成分被稱為暗能量(dark energy)。
10多年過去了,一些宇宙學(xué)家依然對暗能量的存在感到不可思議,甚至開始重新思考那些最初令他們推導(dǎo)出暗能量的基本假設(shè)。其中一個(gè)假設(shè)正是早期科學(xué)革命的產(chǎn)物——哥白尼原理。這個(gè)原理認(rèn)為,地球所處的位置既不是宇宙中心,也沒有任何特殊之處。如果我們拋棄這一基本原理,一套能夠解釋這些觀測現(xiàn)象而又不需要借助暗能量的宇宙圖景,就會(huì)令人驚訝地顯現(xiàn)出來。
大多數(shù)人都非常熟悉這樣一個(gè)觀念:我們這顆行星不過是一粒宇宙微塵,在一個(gè)毫不起眼的星系邊緣附近,圍繞著一顆普普通通的恒星旋轉(zhuǎn)。在我們這個(gè)宇宙當(dāng)中,類似的星系至少有數(shù)十億,分布之廣甚至超過我們的宇宙視界(我們能夠觀測到的最遠(yuǎn)邊界)——這使我們相信,自己在宇宙中的位置沒有任何獨(dú)一無二之處。不過,有什么證據(jù)能夠支持如此謙卑的宇宙觀?我們又如何才能確定自己是否處在一個(gè)特殊位置上呢?天文學(xué)家通常會(huì)跳過這些問題,假定我們的微不足道是顯而易見的,不需要進(jìn)一步探討。我們或許真的處在宇宙中一個(gè)特殊的位置——考慮這樣一種可能性在許多人看來似乎是不可思議的。然而,這正是世界各地一些物理學(xué)家小組最近正在認(rèn)真思考的觀點(diǎn)。
具有諷刺意味的是,假設(shè)自己在宇宙中無足輕重,恰恰給宇宙學(xué)家提供了強(qiáng)大的解釋能力。根據(jù)哥白尼原理歸納而成的宇宙學(xué)原理聲稱:任何時(shí)刻,從空間中的任意一點(diǎn)朝任意方向看去,宇宙的模樣都是一樣的。這個(gè)假設(shè)讓我們可以把自己在宇宙一隅看到的東西外推到整個(gè)宇宙。宇宙學(xué)家已經(jīng)付出了巨大的努力,以宇宙學(xué)原理為基礎(chǔ),構(gòu)建起了代表科學(xué)最高水準(zhǔn)的宇宙學(xué)模型。結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)對空間、時(shí)間和物質(zhì)的理解,宇宙學(xué)原理暗示:空間正在膨脹,宇宙正在變冷,其中充斥著來自熾熱宇宙開端的遺跡——所有這些預(yù)言都被天文觀測一一證實(shí)。
比如說,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),遙遠(yuǎn)星系發(fā)的光似乎比鄰近星系發(fā)的光更紅一些。這種被稱為“紅移”的現(xiàn)象就能夠用空間膨脹來巧妙解釋,因?yàn)楣獠ㄒ矔?huì)隨空間的膨脹而被相應(yīng)地拉長。微波探測器還發(fā)現(xiàn)了宇宙極早期發(fā)出的輻射——宇宙微波背景。這種大爆炸原始火球的遺跡,像一層帷幕包裹在空間各個(gè)方向,平滑得幾乎完美無瑕。公平地講,能成功解釋這些現(xiàn)象,我們自視謙卑的態(tài)度實(shí)在功不可沒——假設(shè)自己在宇宙中的位置越不重要,我們就越能夠“全面”地探討宇宙。
1.下列關(guān)于“暗能量”的闡述,與原文意思不符合的一項(xiàng)是
A.有天文學(xué)家認(rèn)為,暗能量是一種充斥在宇宙空間中的不同于其他任何物質(zhì)的特殊成分。
B.在有些科學(xué)家看來,暗能量始終推動(dòng)著宇宙空間的膨脹,而不像其他物質(zhì)那樣阻礙宇宙膨脹。
C.一些宇宙學(xué)家推導(dǎo)出暗能量的基本假設(shè)之一是早期科學(xué)革命的產(chǎn)物——哥白尼原理。
D.讓一些宇宙學(xué)家感到不可思議的暗能量,目前已成為解釋許多天文現(xiàn)象的重要依據(jù)。
2.下列說法,符合原文意思的一項(xiàng)是
A.哥白尼認(rèn)為地球并非宇宙中心,這一觀點(diǎn)太過深?yuàn)W,所以被認(rèn)為是天體運(yùn)動(dòng)中的細(xì)枝末節(jié)。
B.根據(jù)哥白尼原理歸納而成的宇宙學(xué)原理,幫助科學(xué)家們構(gòu)建起了代表科學(xué)最高水準(zhǔn)的宇宙學(xué)模型。
C.科學(xué)家們通過天文觀測證實(shí)了宇宙空間正在膨脹、變冷以及大爆炸原始火球遺跡已經(jīng)消失等預(yù)言。
D.科學(xué)家觀測遙遠(yuǎn)星系發(fā)的光似乎比鄰近星系發(fā)的光更紅一些,主要是因?yàn)槠涔庠从袕?qiáng)弱之分。
3.根據(jù)原文所提供的信息,以下推斷正確的一項(xiàng)是
A.在其它數(shù)十億類似于太陽系的星系中,存在和地球一樣圍繞恒星旋轉(zhuǎn)的適合生物生存的行星。
B.根據(jù)宇宙學(xué)原理,我們站在南極、北極或者赤道仰望天空,所看到的宇宙模樣都是一樣的。
C.經(jīng)過世界各地一些科學(xué)家的研究,在不久的將來,地球處在宇宙中一個(gè)特殊位置的觀點(diǎn)必將被證實(shí)。
D.運(yùn)用地球在宇宙中的位置極其重要的觀點(diǎn),能很好地解釋宇宙微波背景、太陽系迷你黑洞等現(xiàn)象。
參考答案:
1.D(此項(xiàng)的說法在原文無據(jù)。)
2.B(A項(xiàng)中,被認(rèn)為是“細(xì)枝末節(jié)”的是哥白尼觀點(diǎn)的立論基礎(chǔ),“觀點(diǎn)太深?yuàn)W”不是“被認(rèn)為是天體運(yùn)動(dòng)中的細(xì)枝末節(jié)”的原因。C項(xiàng)中,“大爆炸原始火球遺跡已經(jīng)消失”一說有誤。D項(xiàng)中,“主要是因?yàn)槠涔庠从袕?qiáng)弱之分”在原文并未提及,這種“紅移”現(xiàn)象可以用空間膨脹的觀點(diǎn)來巧妙解釋。)
3.B(A項(xiàng)中,由太陽系外存在數(shù)十億類似于它的星系,不能推斷出“存在和地球一樣圍繞恒星旋轉(zhuǎn)的適合生物生存的行星”的結(jié)論。C項(xiàng)中,“必將被證實(shí)”的說法太絕對。D項(xiàng)中,“運(yùn)用地球在宇宙中的位置極其重要的觀點(diǎn)”前提是錯(cuò)誤的。)