Question

【题目】阅读下面的文字，完成问题。

宇宙之谜：只剩下为数不多的细节

李淼

没有什么谜语比写在天上的更加巨大了。我们的宇宙存在了多长时间？它由什么组成？宇宙中的结构是怎么一步一步地形成的？这些不同的能量成分的起源是什么？最后，时间和空间的本质是什么？

最近欧洲航天局的普朗克卫星让我们更加接近了这些巨大谜语的答案。

最近十年来，宇宙学家掌握的宇宙的细节超出了过去整个宇宙学史所掌握的，几乎可以给出一个精确的宇宙进化史，只剩下不多的细节了。各种不同的天文学观测手段对我们的知识做出了贡献，宇宙学家尤其喜欢谈论WMAP，这是一个在太空中观测宇宙中无所不在的射电信号的航天器。

这两年，大家的注意力和谈话内容转移到了欧洲发射的普朗克卫星，这颗卫星的寿命虽然比WMAP短，但造价更高，能力更强。2013年3月21日，欧洲航天局和普朗克卫星科学工作组第一次发布了研究成果，全世界的宇宙学家正忙于解读这些成果。

最初的宇宙学

哥白尼伽利略牛顿解开太阳系之谜之后，天文学家和物理学家是上世纪才慢慢解开宇宙之谜的。

哈勃等人先发现银河系不是整个宇宙，后来，哈勃又发现银河系之外的遥远的天体相对我们作退行运动。哈勃用类似的方式发现了河外星系和宇宙膨胀，但他得出的宇宙膨胀速度比现在大了近十倍，这和当时测量距离的粗糙方式有关。即使测量非常不准确，但不妨碍他的定性结论的正确性：远离我们的星系相对我们的退行速度与距离成正比。

自然，理论家总是历史中的先知。在哈勃发现哈勃定律之前的十年，第一代宇宙学家在爱因斯坦的时空理论的基础上发现了宇宙膨胀的规律，亚历山大弗里德曼在1922年从爱因斯坦方程解出宇宙膨胀解，1927年，工程师兼神父勒梅特也发现了膨胀宇宙解，他干脆建议宇宙起源于一个原初“原子”，起源于这个原初“原子”的大爆炸。勒梅特的理论非常接近宇宙学的现代理论了。

当然，最先研究宇宙学的还是爱因斯坦，可惜他引进了一个静态宇宙，为了这个静态宇宙，他还引进了“宇宙学常数”，这个常数现在普遍被称为暗能量，因为在爱因斯坦那里，这个常数就是真空能量，在现代宇宙学理论中，这个能量可能更加复杂，不只是一个常数。它是不是常数，现在还是一个巨大的难题。

大爆炸理论

在更大的尺度上，宇宙虽然在膨胀，但天体的退行速度不严格遵循哈勃定律。宇宙的膨胀速度与宇宙中的能量组成有关，例如，普通物质使得宇宙膨胀的速度慢慢变慢，而暗能量会引起无所不在的斥力，使得宇宙膨胀的速度慢慢变大。当然，由于爱因斯坦的时空理论，不论在哪种情形，非常遥远的天体的退行速度不严格与距离成正比，宇宙学家有一整套公式可以用来计算这些退行速度。

正是由于我们对理论的熟知，导致1990年代末发现暗能量，此时，哈勃用的造父变星已经不够用了，天文学家用非常遥远的超新星确定了宇宙膨胀的速度在加速！这个发现震撼了整个天文界和物理界，发现的三个主要人物在2011年获得诺贝尔物理学奖。

在发现宇宙加速膨胀之前，物理学家早就建立了当时认为的成熟的宇宙学。这个宇宙学理论认为，我们的宇宙起源于一个发生在大约一百亿年前的大爆炸。在发生大爆炸的时候，宇宙还很小，物质密度异常高，也没有天体，只有一锅等离子原始电浆，里面什么粒子都有。

这个理论是伽莫夫等人在1948年就提出来的，他们预言了几个轻元素在宇宙中的丰度，还预言了宇宙中无所不在的射电波，后来被称为宇宙微波背景辐射。

（摘编自2013年4月4日《南方周末》，作者系中科院理论物理所研究员）

【1】下列对作品内容的概括与分析，不正确的两项是（ ）（ ）

A．近十年来，宇宙学家掌握的宇宙的细节超出了过去整个宇宙学史所掌握的，因此，能给出一个完整精确的宇宙进化史。

B．作为航天器的WMAP深受宇宙学家们的喜欢，它可以在太空中观测宇宙中无所不在的射电信号。

C．由于测量距离的关系，哈勃得出的宇宙膨胀速度与实际相差甚远，但他的退行运动的定性结论是正确的。

D．普通物质使宇宙膨胀速度变慢，暗能量则使宇宙膨胀速度变大，这说明宇宙中的能量组成影响不了宇宙的膨胀速度。

E．虽然遥远的天体的退行速度不严格遵循哈勃定律，但宇宙学家还是可以计算出这些退行速度。

【2】结合全文，简要概括“因为在爱因斯坦那里，这个常数就是真空能量”这句话的含义并分析其语言特色。

【3】精读“最初的宇宙学”部分，简述宇宙学理论的发展脉络。

Answer 1

【答案】

【1】AD

【2】含义：由于时代与条件的限制，爱因斯坦引进了静态宇宙观，在他看来“宇宙学常数”就是真空能量，但在现代宇宙学理论中，这个常数普遍被称为暗能量，这个能量可能更加复杂，是不是一个常数，现在还是一个巨大的难题。（2分）语言特色：加上“在爱因斯坦看来”这一限制语，符合实际情况，体现了科普文语言严谨准确的特点。（2分）

【3】①爱因斯坦引进暗能量（静态宇宙与宇宙学常数）等理论，并提出真空能量概念。②亚历山大弗里德曼、勒梅特等第一代宇宙学家（在爱因斯坦的时空理论的基础上）发现了宇宙膨胀规律，勒梅特还提出了宇宙起源于一个原初“原子”大爆炸的理论，已非常接近宇宙学的现代理论。③哈勃等人先后发现银河系不是整个宇宙、银河系之外的遥远的天体相对我们作退行运动及河外星系与宇宙膨胀，并给出了定性结论。④哥白尼伽利略牛顿解开太阳系之谜后，天文学家和物理学家慢慢解开了宇宙之谜。（每小点1分，符合顺序得2分）答案可简化为：①引进暗能量，提出真空能量概念；②发现了宇宙膨胀规律，提出了大爆炸的理论；③发现银河系不是整个宇宙、银河系之外的遥远的天体相对我们作退行运动及河外星系与宇宙膨胀，并给出了定性结论；④相继解开太阳系之谜与宇宙之谜。

【解析】

【1】题中，A项错误在于，原文是“几乎可以”，也不是完整的，且有强加因果之嫌；D 项错误在于，由原文“宇宙的膨胀速度与宇宙中的能量组成有关，例如，普通物质使得宇宙膨胀的速度慢慢变慢，而暗能量会引起无所不在的斥力，使得宇宙膨胀的速度慢慢变大”倒推出：普通物质使宇宙膨胀速度变慢，暗能量则使宇宙膨胀速度变大，这说明宇宙的膨胀速度与宇宙中的能量组成有关。即会受到影响。

【2】解答此题，要注意题目中“含义”和“语言特色”两个词。解答“含义”，要包括“时代与条件的限制”、“静态宇宙观”、“宇宙学常数”、“现代宇宙学理论”、“暗能量”、“是不是一个常数，现在还是一个巨大的难题”等意思。再赏析“语言特色”时，可从这句话的限制语、严谨准确等方面分析。

【3】回答本题，要根据文本，抓住几个关键阶段，比如：爱因斯坦引进暗能量、亚历山大弗里德曼、勒梅特等发现宇宙膨胀规律、哈勃等人先后发现银河系不是整个宇宙、天文学家和物理学家慢慢解开了宇宙之谜等。）