科学界最伟大的革命,往往由现实和预期之间最细微的差异所引发。

科学界最伟大的革命,往往由现实和预期之间最细微的差异所引发。16世纪,哥白尼提出地球并非宇宙中心,他的立论基础在当时许多人看来,不过是天体运动中一些深奥难懂的细枝末节。今天,一场新的科学革命,已经随着11年前宇宙加速膨胀的发现而拉开序幕。超新星亮度上的细微差异,曾让天文学家得出结论:构成宇宙的所有物质成分当中,有70%是完全未知的。也就是说,空间中充斥着一种不同于其他任何物质的成分——它们始终推动着宇宙膨胀,而不像其他物质那样阻碍膨胀。这种成分被称为暗能量(dark energy)。

10多年过去了,一些宇宙学家依然对暗能量的存在感到不可思议,甚至开始重新思考那些最初令他们推导出暗能量的基本假设。其中一个假设正是早期科学革命的产物——哥白尼原理。这个原理认为,地球所处的位置既不是宇宙中心,也没有任何特殊之处。如果我们抛弃这一基本原理,一套能够解释这些观测现象而又不需要借助暗能量的宇宙图景,就会令人惊讶地显现出来。

大多数人都非常熟悉这样一个观念:我们这颗行星不过是一粒宇宙微尘,在一个毫不起眼的星系边缘附近,围绕着一颗普普通通的恒星旋转。在我们这个宇宙当中,类似的星系至少有数十亿,分布之广甚至超过我们的宇宙视界(我们能够观测到的最远边界)——这使我们相信,自己在宇宙中的位置没有任何独一无二之处。不过,有什么证据能够支持如此谦卑的宇宙观?我们又如何才能确定自己是否处在一个特殊位置上呢?天文学家通常会跳过这些问题,假定我们的微不足道是显而易见的,不需要进一步探讨。我们或许真的处在宇宙中一个特殊的位置——考虑这样一种可能性在许多人看来似乎是不可思议的。然而,这正是世界各地一些物理学家小组最近正在认真思考的观点。

具有讽刺意味的是,假设自己在宇宙中无足轻重,恰恰给宇宙学家提供了强大的解释能力。根据哥白尼原理归纳而成的宇宙学原理声称:任何时刻,从空间中的任意一点朝任意方向看去,宇宙的模样都是一样的。这个假设让我们可以把自己在宇宙一隅看到的东西外推到整个宇宙。宇宙学家已经付出了巨大的努力,以宇宙学原理为基础,构建起了代表科学最高水准的宇宙学模型。结合现代科学对空间、时间和物质的理解,宇宙学原理暗示:空间正在膨胀,宇宙正在变冷,其中充斥着来自炽热宇宙开端的遗迹——所有这些预言都被天文观测一一证实。

比如说,天文学家发现,遥远星系发的光似乎比邻近星系发的光更红一些。这种被称为“红移”的现象就能够用空间膨胀来巧妙解释,因为光波也会随空间的膨胀而被相应地拉长。微波探测器还发现了宇宙极早期发出的辐射——宇宙微波背景。这种大爆炸原始火球的遗迹,像一层帷幕包裹在空间各个方向,平滑得几乎完美无瑕。公平地讲,能成功解释这些现象,我们自视谦卑的态度实在功不可没——假设自己在宇宙中的位置越不重要,我们就越能够“全面”地探讨宇宙。

(选自《环球科学》2009年第5期,有删改)

1.下列关于“暗能量”的阐述,与原文意思不符合的一项是(   

A有天文学家认为,暗能量是一种充斥在宇宙空间中的不同于其他任何物质的特殊成分。

B在有些科学家看来,暗能量始终推动着宇宙空间的膨胀,而不像其他物质那样阻碍宇宙膨胀。

C一些宇宙学家推导出暗能量的基本假设之一是早期科学革命的产物——哥白尼原理。

D让一些宇宙学家感到不可思议的暗能量,目前已成为解释许多天文现象的重要依据。

2.下列说法,符合原文意思的一项是(   

A哥白尼认为地球并非宇宙中心,这一观点太过深奥,所以被认为是天体运动中的细枝末节。

B根据哥白尼原理归纳而成的宇宙学原理,帮助科学家们构建起了代表科学最高水准的宇宙学模型。

C科学家们通过天文观测证实了宇宙空间正在膨胀、变冷以及大爆炸原始火球遗迹已经消失等预言

D科学家观测遥远星系发的光似乎比邻近星系发的光更红一些,主要是因为其光源有强弱之分。

3.根据原文所提供的信息,以下推断正确的一项是(   

A在其它数十亿类似于太阳系的星系中,存在和地球一样围绕恒星旋转的适合生物生存的行星。

B根据宇宙学原理,我们站在南极、北极或者赤道仰望天空,所看到的宇宙模样都是一样的。

C经过世界各地一些科学家的研究,在不久的将来,地球处在宇宙中一个特殊位置的观点必将被证实。

D运用地球在宇宙中的位置极其重要的观点,能很好地解释宇宙微波背景、太阳系迷你黑洞等现象。

答案

1D      此项的说法在原文无据。

2B       A项中,被认为是“细枝末节”的是哥白尼观点的立论基础,“观点太深奥”不是“被认为是天体运动中的细枝末节”的原因。C 项中,“大爆炸原始火球遗迹已经消失”一说有误。D项中,“主要是因为其光源有强弱之分”在原文并未提及,这种红移现象可以用空间膨胀的观点来巧妙解释。

3B       A项中,由太阳系外存在数十亿类似于它的星系,不能推断出存在和地球一样围绕恒星旋转的适合生物生存的行星的结论。C项中,必将被证实的说法太绝对。D项中,运用地球在宇宙中的位置极其重要的观点前提是错误的。

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