2012年高中語文 暑假科技文閱讀之探索宇宙 通往另一個宇宙的窗口素材

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1、 通往另一個宇宙的窗口 假如一個人被囚禁在一座城堡里，一天他在某處角落突然發(fā)現(xiàn)了一個地洞，那他肯定會大喜過望。因為對他來說，也許這個洞通往外面的世界呢。不久前，同樣的事情也發(fā)生在宇宙學(xué)家身上。只不過他們發(fā)現(xiàn)的不是“地洞”，而是一個“天洞”。 　　天空中的大窟窿 　　2008年8月，美國射電天文學(xué)家宣稱他們在宇宙深處發(fā)現(xiàn)了一個巨大的空洞。這個“天洞” 跨度有近9億光年，里面的天體的密度要遠遠少于通常的空間，因此在周圍燦爛星群的環(huán)繞中，它顯得十分空虛。 　　這個巨型空洞最初是天文學(xué)家在研究微波背景輻射的溫度分布時被發(fā)現(xiàn)的。微波背景輻射在穿越有物質(zhì)的空間時，會獲得微小的能

2、量，從而溫度略微上升，表現(xiàn)在光譜上是藍移；相反，它穿越空曠的空間時會喪失能量，從而變得“冷些”，表現(xiàn)在光譜上是紅移。 　　2001年，美國宇航局向太空發(fā)射了一顆探測宇宙微波背景輻射的衛(wèi)星。2004年，這顆衛(wèi)星對宇宙微波背景輻射在空間各方向的溫度分布做了最細(xì)致的測量。在得到的分布圖中，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個反常的藍斑，其溫度比其它地方的平均溫度要低20%至45%。這意味著那兒存在著一個巨大的空洞，在地球上看，這個空洞是月亮直徑的好幾倍！然而，因為當(dāng)時不知道它距離我們有多遠，所以沒法判斷它的真實大小。 　　后來，研究人員用目前最大的三維星系圖進行分析，發(fā)現(xiàn)這個藍斑對應(yīng)著一個離我們8億光

3、年的巨型空洞，這個空洞范圍里的星系只有我們原先預(yù)料的20%至45%。 這個結(jié)論也被另一群天文學(xué)家用別的天文儀器觀測所證實。 　　眾說紛紜的解釋 　　存在如此大尺度的空洞，事實上用一般的宇宙學(xué)理論是無法解釋的。目前的理論認(rèn)為，大爆炸之后，宇宙就像一個沸騰著的真空泡泡，里面正反粒子此起彼伏地成對出現(xiàn)又湮滅，造成有些地方物質(zhì)分布多些，有些地方物質(zhì)分布少些。而后，這種物質(zhì)分布疏密不均勻的狀況被一個叫“暴漲”的超快的膨脹階段放大，才形成了我們今天所看到的宇宙。雖然原則上，宇宙可以發(fā)育成任何種樣子，但是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的宇宙學(xué)，要導(dǎo)致像這么大尺度的空洞，概率還是非常小的。 　　對這個空

4、洞的解釋，目前科學(xué)家眾說紛紜。其中，最驚人的是一群美國宇宙學(xué)家的說法。他們認(rèn)為，這是存在于我們宇宙的邊緣，通往另一個宇宙的窗口！ 　　這話聽起來讓人瞠目結(jié)舌。如果這種說法是對的，那么這個巨大的空洞將是另一個宇宙存在的首個證據(jù)，同時它也還為超弦理論提供辯護。因為這種說法是在超弦宇宙學(xué)的框架下得出的。 　　彼此糾纏的宇宙 　　超弦理論最初是為了尋找“萬物至理”而發(fā)展起來。所謂“萬物至理”指一種能把物理學(xué)的所有定律統(tǒng)一起來，來解釋所有物質(zhì)和能量的行為的理論。弦理論認(rèn)為，像夸克和輕子等基本粒子都是由在10維時空中振動的微小的能量弦構(gòu)成的。 　　弦理論除了能用來解釋微觀粒

5、子的最終起源，另一個賣點是它能夠?qū)ξ覀冇钪娴男再|(zhì)做出許多獨一無二的預(yù)言。比如弦論宇宙學(xué)認(rèn)為，最初存在著10500個宇宙，每個宇宙都具有不同的物理性質(zhì)；在這一個宇宙里，用的是這一套物理常數(shù)，在另一個宇宙里，用的又是另一套物理常數(shù)；后來，這些小宇宙泡泡多數(shù)被擠破了，少數(shù)幸存了下來，我們的宇宙就是其中的一個。為什么在我們的宇宙里，一些重要的物理常數(shù)，比如引力常數(shù)、普朗克常數(shù)等都是現(xiàn)在這個數(shù)值，而不是別的值？這個理論解釋說，因為我們剛好處于物理常數(shù)設(shè)為這些值的一個小宇宙泡泡里，并且這個泡泡在膨脹過程中有幸生存了下來。 　　根據(jù)弦理論，如果一個小宇宙泡泡能夠發(fā)展成我們的宇宙，最重要的事情是它必須

6、能夠長大。這意味著有比引力大的膨脹力存在，因為引力的作用是使真空里的物質(zhì)-能量收縮而不是膨脹。 　　那么這種膨脹力又來自何處？超弦宇宙學(xué)認(rèn)為，這種膨脹來自小宇宙泡泡之間的相互擠壓。形象地說，這些小宇宙泡泡就像一個個彈性皮球，當(dāng)四面八方受到同伴們的擠壓時，在它內(nèi)部就產(chǎn)生了強大的膨脹力。這種膨脹使它非但不癟下去，反而膨脹起來。當(dāng)然，在這過程中，多數(shù)泡泡被擠破了，只有我們和與我們毗鄰的宇宙幸存了下來。這一切都發(fā)生在我們稱為“暴漲”的那個時期。 　　這群宇宙學(xué)家的計算表明：從很早的時候起，發(fā)育成我們宇宙的那個小宇宙泡泡必定跟鄰近的泡泡存在著相互作用，使得它們能從遠處感知和作用于對方。并且這種相互作用在任何時候都保持著，所以盡管暴漲很快就把我們的宇宙和毗鄰的宇宙遠遠拉開了，但毗鄰的宇宙依然會在我們的宇宙里留下印跡。 2