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[主观题]

大爆炸理论的最直接的证据来自于对遥远星系光线特征的研究。在20世纪20年代.美国天文学家埃德温·

哈勃测量了l8颗恒星(它们距地球的距离是已知的)发来的光,发现它们全部都存在着红移。哈勃得出结论,这些恒星一定相对于我们(观测者)在后退。因为根据多普勒效应,恒星一边后退一边发光而且光速(相对于观测者)是不变的话,我们收到光的波长就会长予原来的值。就如远去时的声音将变向低音,光将偏向红光。哈勃认为,遥远星系的光波变长(红化)是由于宇宙正在膨胀的结果。在一个正在膨胀着的宇宙中的任何一点来观测,其周围的任何星系都是离它退行的,离它越远的星系退行速度越高。 对本段文字理解不正确的是()。

A.18颗恒星发出的光存在“红移”,可以推知这些恒星在后退

B.分析遥远星系的光波变长这一现象。科学家推知宇宙在膨胀

C.在宇宙中任何一点观测,都会看到周围星系因膨胀而在退行

D.哈勃所测量的“红移”,并非指恒星具有能发出红色光波的物质结构

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第1题
大爆炸理论的最直接的证据来自于对遥远星系光线特征的研究。在20世纪20年代美国天文学家埃德温.哈
勃测量了18颗恒星(它们距离是已知的)发出来的光,发现它们都全部存在着红移。哈勃得出结论,这些恒星一定相对于我们(观察者)在后退。因为根据多普勒效应,恒星一边后退一边发光而且光速(相对于观测者)是不变的话,我们收到光的波长就会长于原来的值。就如远去的声音将变向低音,光将偏向红光。哈勃认为,遥远星系的光波变长(红化)是由于宇宙正在膨胀的结果。文中划线处“红移”的意思是()。

A.恒星一边后退一边发光,观测者收到光的光波变长

B.恒星发出的光呈现红色,观测者可以看到它缓缓后移

C.恒星如果用不变的光速发出光线,那么光线将偏向红色

D.恒星与地球的距离是已知的,它们向地球发出红色的光

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第2题
大爆炸理论的最直接的证据来自于对遥远星系光线特征的研究。在20世纪20年代,美国天文学家埃德温.哈勃测量了l8颗恒星(它们距地球的距离是已知的)发来的光,发现它们全部都存在着红移。哈勃得出结论,这些恒星一定相对于我们(观测者)在后退。因为根据多普勒效应,恒星一边后退一边发光而且光速(相对于观测者)是不变的话,我们收到光的波长就会长于原来的值。就如远去时的声音将变向低音,光将偏向红光。哈勃认为,遥远星系的光波变长(红化)是由于宇宙正在膨胀的结果。在一个正在膨胀着的宇宙中的任何一点来观测,其周围的任何星系都是离它退行的,离它越远的星系退行速度越高。对本段文字理解不正确的是:

A.18颗恒星发出的光存在“红移”,可以推知这些恒星在后退

B.分析遥远星系的光波变长这一现象,科学家推知宇宙在膨胀

C.在宇宙中任何一点观测,都会看到周围星系因膨胀而在退行

D.哈勃所测量的“红移”,并非指恒星具有能发出红色光波的物质结构

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第3题
大爆炸理论的最直接的证据来自于对遥远星系光线特征的研究。在20世纪20年代,美国天文学家埃德温?哈勃测量了18颗恒星(它们距地球的距离是已知的)发来的光,发现它们全部都存在着红移。哈勃得出结论,这些恒星一定相对于我们(观测者)在后退。因为根据多普勒效应,恒星一边后退一边发光而且光速(相对于观测者)是不变的话,我们收到光的波长就会长于原来的值。就如远去时的声音将变向低音,光将偏向红光。哈勃认为,遥远星系的光波变长(红化)是由于宇宙正在膨胀的结果。在一个正在膨胀着的宇宙中的任何一点来观测,其周围的任何星系都是离它退行的,离它越远的星系退行速度越高。对本段文字理解不正确的是:

A.18颗恒星发出的光存在“红移”,可以推知这些恒星在后退

B.分析遥远星系的光波变长这一现象,科学家推知宇宙在膨胀

C.在宇宙中任何一点观测,都会看到周围星系因膨胀而在退行

D.哈勃所测量的“红移”,并非指恒星具有能发出红色光波的物质结构

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第4题
大爆炸理论的最直接的证据来自予对遥远星系光线特征的研究。在20世纪20年代,美国天文学家埃德温·哈勃测量了18颗恒星(它们距地球的距离是已知的)发来的光,发现它们全部都存在着红移。哈勃得出结论,这些恒星一定相对于我们(观测者)在后退。因为根据多普勒效应,恒星一边后退一边发光而且光速(相对于观测者)是不变的话,我们收到光的波长就会长于原来的值。就如远去时的声音将变向低音,光将偏向红光。哈勃认为,遥远星系的光波变长(红化)是由于宇宙正在膨胀的结果。在一个正在膨胀着的宇宙中的任何一点来观测,其周围的任何星系都是离它退行的。离它越远的星系退行速度越高。 对本段文字理解不正确的是()。

A.18颗恒星发出的光存在“红移”,可以推知这些恒星在后退

B.分析遥远星系的光波变长这一现象,科学家推知宇宙在膨胀

C.在宇宙中任何一点观测,都会看到周围星系因膨胀而在退行

D.哈勃所测量的“红移”,并非指恒星具有能发出红色光波的物质结构

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第5题
阅读以下文字。完成 86~90 题。大爆炸理论的最直接的证据来自于对遥远星系光线特征的研究。在20世纪20年代,美国天文学家埃德温·哈勃测量了l8颗恒星(它们距离是已知的)发来的光,发现它们全部都存在着红移。哈勃得出结论,这些恒星一定相对于我们(观测者)在后退。因为根据多普勒效应,恒星一边后退一边发光而且光速(相对于观测者)是不变的话,我们收到光的波长就会长于原来的值。就如远去时的声音将变向低音,光将偏向红光。哈勃认为,遥远星系的光波变长(红化)是由于宇宙正在膨胀的结果。在一个正在膨胀着的宇宙中的任何一点来观测,其周围的任何星系都是离它退行的,离它越远的星系退行速度越高。如果宇宙正在膨胀,它在过去必定比较小(这也是蕴涵在膨胀观念中的逻辑结论)。如果能倒放这部“宇宙影片”,我们会发现,所有的星系在遥远的过去是聚合在一起的。并且根据现在的膨胀速度,我们还可以推断这种聚合状态必定出现在好几十亿年前。科学家们现在将之定在150亿年左右。对大爆炸宇宙学有力支持的第二个观测证据出现在1965年。两位美国科学家彭齐亚斯和威尔逊偶然地检测到弥漫在全天空的微波背景辐射。这种辐射以相同的强度从空间的各个方向射向地球。它的光谱线与达到某种热动平衡态的熔炉内的发光情况[]相符,由于符合程度非常之好,因而不可能是一种巧合。这个发现被称为“宇宙微波背景辐射”。对它的测量表明,它的有效温度大约比绝对零度(约等于一273℃)高3度,可写为3K。只能将微波背景辐射解释为这是宇宙原初阶段(大爆炸阶段)的直接遗迹,把它看作为宇宙诞生时灼热火焰的余辉,是从大爆炸散落的残余辐射由于宇宙膨胀而冷却所具有的。实际上最早提出宇宙微波背景辐射假说的科学家就意识到,如果宇宙起始于遥远过去的某种既热且密的状态,那就应当留下某种从这个爆发式开端洒落的辐射。第 86 题 文中画线处“红移”的意思是()。

A.恒星一边后退一边发光,观测者收到的光的光波变长

B.恒星发出的光呈现红色,观测者可以看到它缓缓后移

C.恒星如果用不变的光速发出光线,那么光线将偏向红色

D.恒星与地球的距离是已知的,它们向地球发出红色的光

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第6题
阅读以下文字。完成下列各题。 大爆炸理论的最直接的证据来自于对遥远星系光线特征的研究。在20世
纪20年代美国天文学家埃德温.哈勃测量了18颗恒星(它们距地球的距离是已知的)发出来的光,发现它们都全部存在着红移。哈勃得出结论,这些恒星一定相对于我们(观测者)在后退。因为根据多普勒效应,恒星一边后退一边发光而且光速(相对于观测者)是不变的话,我们收到光的波长就会长于原来的值。就如远去的声音将变向低音,光将偏向红光。哈勃认为,遥远星系的光波变长(红化)是由于宇宙正在膨胀的结果。在一个正在膨胀着的宇宙中任何一点来观测,其周围的任何星系都是离它退行的,离它越远的星系退行速度越高。如果宇宙正在膨胀,它在过去必定比较小(这也是蕴涵在膨胀观念中的逻辑结论)。如果能倒放这部“宇宙影片”,我们会发现,所有的星系在遥远的过去是聚合在一起的。并且根据现在的膨胀速度,我们还可以推断这种聚合状态必定出现在好几十亿年前。科学家们现在将之定在150亿年左右。对大爆炸宇宙学说有力支持的第二个观测证据出现在1965年。两位美国科学家彭齐亚斯和威尔逊偶然地检测到弥漫在全天空的微波背景辐射。这种辐射以相同的强度从空间的各个方向射向地球。它的光谱线与达到某种热动平衡态的熔炉内的发光情况【】相符,由于符合程度非常之好,因而不可能是一种巧合。这个发现被称为“宇宙微波背景辐射”。对它的测量表明,它的有效温度大约比绝对零度(约等于-273℃高3度,可写为3K,只能将微波背景辐射解释为这是宇宙原初阶段(大爆炸阶段)的直接遗迹,把它看作为宇宙诞生时灼热火焰的余辉,是从大爆炸散落的残余辐射由于宇宙膨胀而冷却所具有的。实际上最早提出微波宇宙背景辐射假说的科学家就意识到,如果宇宙起始于遥远过去的某种既热而密的状态,那就应当留下某种从这个爆发式开端洒落的辐射。 文中划线处“红移”的意思是()。

A.恒星一边后退一边发光,观测者收到光的光波变长

B.恒星发出的光呈现红色,观测者可以看到它缓缓后移

C.恒星如果用不变的光速发出光线,那么光线将偏向红色

D.恒星与地球的距离是已知的,它们向地球发出红色的光

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第7题
阅读下面文字,完成后面提出的 4~7 题大多数宇宙科学家都认定,宇宙诞生于距今约150亿年的一次大爆炸。大爆炸宇宙论现被称为宇宙学的标准理论。支持该理论的主要有以下三大观测事实:第一件观测事实是20世纪20年代哈勃关于星系光谱“红移”的重大发现。红移,即星系光谱向长波方向偏移,而且星系离我们愈远则红移值愈大,红移值的大小由哈勃定律描述。怎么会发生这种红移的呢?我们知道,当一列火车迎面开来时,我们听到的汽笛声很高(声波的波长短),但当它离我们远去时,音调就明显降低(声波的波长变长),这叫多普勒效应。光同样有多普勒效应,当一个星系离我们远去时,它的谱线波长的音调会变长,我们就称谱线红移了。第二件观测事实是彭齐亚斯和威尔逊于1965年发现的宇宙微波背景辐射。1964年,美国科学家彭齐亚斯和威尔逊测量某一区域星系发出的射电波强度。出乎意料的是,在7.35厘米波长上他们收到了相当大的且与向无关的微波噪声。在随后一年里,他们发觉这种微波噪声无变化。进一步的研究表明,这种热辐射就是宇宙早期原始火球高温热平衡辐射留下的遗迹。这被认为是宇宙大爆炸理论最关键的证据。第三件重要观测事实是宇宙物质的化学组成。在地球上元素序号为2的氦元素很少,但在宇宙中,其含量高居第二,仅次于l号元素氢。宇宙中,氢约占3/4,而氦约占1/4,其他所有元素的含量还不到2%。若认为氦是由于宇宙中通过恒星内部核反应产生的(4个氢原子聚变形成1个氦原子),我们可以估计一下银河系自生以来一共产生了多少氦。计算表明,它仅提供了银河系中现有氦的1/10都不到,这说明氦不可能是在一代代恒星生生灭灭的过程中产生的,而只能是宇宙形成时的原始物质组成的。根据大爆炸宇宙理论推算,现今宇宙中,9/10的氦都是在宇宙诞生后最初3分钟内形成的。第4题:对“宇宙微波背景辐射”,理解不正确的一项是()。

A.无论把测量天线对着宇宙的哪一个方向,都会接收到这种辐射微波

B.这种辐射微波,波长和强度都是稳定不变的

C.这种辐射微波来自于宇宙原始火球,“火球”不灭则此种辐射微波也不会消失

D.这种辐射微波发现虽属偶然,却成了“大爆炸”宇宙理论的关键证据

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第8题
【材料背景】美国哈佛-史密森天体物理学中心等机构组成的联合研究团队在北京时间2014年3月18日宣布
,他们发现了被爱因斯坦称之为“时空涟漪”的宇宙原初引力波存在的直接证据,进而可以有力证明暴涨理论的可靠性。早在几年前,就有科学家预言,由于宇宙大爆炸产生的引力波可能会作用于宇宙微波背景,并且留下暴涨的证据。因此,无论是谁探测到了它,几乎都可以拿到诺贝尔奖。这也就不难理解,为何此次BICEP2望远镜的新发现能令整个宇宙学界为之振奋。

暴涨“拯救”大爆炸理论

事实上,真正让宇宙学家们兴奋不已的,并不是观测到了引力波留下的痕迹本身,而是众多暴涨理论的支持者们终于找到了关键性结合证据,用来解释紧接着大爆炸之后宇宙究竟是怎样演化的。

在过去的一个多世纪里,宇宙大爆炸理论早已立稳了脚跟,几乎没有人怀疑它的可靠性。宇宙是起源于大约138亿年前的一场大爆炸,原初宇宙的直径只有10-35米,经过138亿年的膨胀,直径已有800多亿光年。然而,从无穷小的尺度到无穷大的尺度变换,如果以目前宇宙膨胀的速度来看,是不可能实现的。

美国物理学家阿兰·古斯最早提出了宇宙暴涨的假设,从大爆炸之后的10-36秒开始持续到10-33秒到10-32秒之间,宇宙空间膨胀了至少1078倍,可见这次瞬间的膨胀有多么剧烈。

不过,暴涨理论之所以能成为宇宙是如何发展到现在的状况的主导理论,理由远不止于此。

中国科学院国家天文台研究员陈学雷向《中国科学报》记者解释,大爆炸理论虽然得到广泛认可,但它并不完美。因为在原有的大爆炸理论模型下,有几个难题一直困扰着物理学家。

宇宙自其诞生后大约38万年以来便充满辐射,这种粒子背景被称作“宇宙微波背景辐射(CMB)”,在对CMB的测量中,科学家发现原始光温度几乎是均匀的。在非暴涨模型下,宇宙不同部分的温度是存在巨大差异的,只是随着时间的推移才达到均衡。然而,目前宇宙的年龄被锁定在138亿年,在宇宙学中,这个年龄实在太年轻了。因此,目前为止宇宙空间是无法达到光温度的均衡的。这被称为大爆炸理论中的视界问题。

不过,暴涨理论则能够给出一个很好的解释。所有的物质最初都从相同的地方以相同的温度开始,由于突然加速膨胀,因此不同部分之间只有微小的温度差异。

陈学雷还指出,根据基本粒子物理学的理论,宇宙从一个很高的温度下降之后,应该有大量的磁单极子,然而我们始终没有观测到它们的身影,即便存在,也可以想见它们非常稀少,这又产生了一个悖论。可同样,暴涨提供了一种说法,因为暴涨可以把原本存在磁单极子稀释掉。

此外,暴涨理论还能表明,为什么今天观测到的宇宙是近乎平直的。想象一下,宇宙就像一个被吹得无穷大的气球,它的表面看上去就像一个非常平坦的平面。甚至宇宙形成的这种内部结构也可以用暴涨理论来解释,在中山大学天文与空间科学研究院院长李淼看来,所有星系形成之前的种子来源于暴涨时期的量子涨落。那个微小到只有十万分之一的涨落后来被万有引力放大,从而出现了恒星和星系。

暴涨的谜团与预言

仅仅看到暴涨理论的优势,也就不存在物理学家对此的争论。事实上,暴涨理论自身还存在重要的谜团没有解开。

李淼告诉《中国科学报》记者,迄今为止,物理学家还并不确定暴涨的动力学起源究竟是什么。物理学家设想了很多理论,例如大统一论、弦论等等,但都无法得到准确的答案。李淼说,最近的实验发现,暴涨可能来自于一个很简单的模型,但越是简单就越难以解释。而美国普林斯顿大学物理学家保尔,斯坦因哈特曾经提出,暴涨存在的一个更大的问题还在于人们不知道它究竟是如何停下来的。

可既然这些问题目前还无从下手,科学家能想到的证明暴涨理论的办法,就是通过观测数据找出它曾经留下的蛛丝马迹。

据陈学雷介绍,在暴涨理论模型下,存在着几个重要的预言,首先,宇宙是平坦的;其次,暴涨理论模型所预言的原初密度扰动属于绝热扰动,并且非常接近于高斯分布;此外,高斯分布的扰动还能得到一种接近于标度不变但是又稍稍偏离标度不变的功率谱。

“尽管这些预言已经有了观测证据,但都不是证明暴涨理论存在的直接证据。”陈学雷表示,暴涨理论并不只有一种,而是存在很多变体,例如赛道暴涨、多场暴涨和超延展暴涨等等。这些模型可以都符合这些预言,但如果单独拿出一条预言,理论上也可以再构建一种暴涨模型使它不符合这条预言。

因此,物理学家把目光聚焦到了暴涨理论最重要的一条预言,那就是引力波。

早在100多年前,爱因斯坦就在广义相对论中预言了引力波的存在,但他同时指出这种现象将极其微弱,人类恐将永远也无法探测到它。

据李淼介绍,微波背景辐射就是光子,光子具有偏振性,它分为两类,一类就好像有源,比如一个电荷引起的电场,是向外发散的,也叫E模式;另一类则没有源,呈旋涡状,这也被称为B模式。而暴涨时期产生的引力波会在微波背景辐射上留下旋涡,也就是B模式的特殊偏振。因此,只要找到引力波在微波背景辐射上留下的特殊印迹,就意味着可以找到暴涨理论存在的直接证据。

陈学雷告诉《中国科学报》记者,与暴涨理论同时期的其他理论并不预言引力的存在,而最简单的暴涨则会产生较大的B模信号,且正好落在“普朗克”的可探测范围之内。

此次,研究人员在适合观测宇宙大爆炸微弱余波的南极,发现了比预期中要强烈得多的一个B模式极化信号。用三年多的时间检验这些数据,排除了其他可能的来源,证实是由引力波留下的。

不过,随即又有理论物理学家提出质疑,尚不能排除观察到的B型偏振模式的非暴涨源的可能性。对此,陈学雷认为,理论上,在已有引力波存在的证据基础上,科学家可以重新构建一个更为复杂的非暴涨理论模型,使其同样能够预言引力波的存在。但对它的证明也可能更为困难。

暴涨与多重宇宙论

暴涨理论如此吸引人,还在于物理学家在此基础上提出了“多重宇宙”的设想。

李淼介绍,暴涨是一种能量场驱动的,这个场的取值比较大,而在大场理论下通常会产生所谓的永恒暴涨,因此,容易产生多重宇宙。

按照美国斯坦福大学的物理学家安德雷·林德的说法,由于量子涨落,宇宙中的一些地力。可能会比其他地方受到更强的暴涨力的作用,这就会形成一个个的凸起。但是由于暴涨巨人的作用力,这些凸起会迅速膨胀成一个新的、完整的宇宙。

陈学雷进一步解释,尽管在最初的高能状态下,宇宙适用于同一套物理定律,但由于暴涨后的宇宙温度都会逐渐下降,在低能的宇宙里,各个性质可能都不一样。因此,物理学家无法知道支配着我们这个宇宙的物理规律是否也同样适用于其他的宇宙。

不过,李淼坦言,尽管多重宇宙论者对暴涨理论证据的获得表示出了很大的兴趣,但多重宇宙依然只是一个假设,人类生存的宇宙之外的宇宙,目前还没有办法被观测到。

根据文章,回答下列问题:

辨析题:对下面的句子作出正误判断,并进行简要解析。

科学家基于爱因斯坦的假设,最终在南极发现“时空涟漪”的存在,只是其存在的强烈程度远不如预期。

单项选择题:备选项中只有一个最符合题意,请写出正确选项的序号。下列对“时窄涟漪”的有关表述,不正确的是()。A.100多年前,爱因斯坦预言“时空涟漪”现象将极其微弱,人类恐将永远也无法探测到它

B.“时空涟漪”指的是宇宙原初引力波,爱因斯坦在广义相对论中预言它的存在是为了证明宇宙暴涨理论的可靠性

C.科学家预言宇宙大爆炸产生的引力波有作用于宇宙微波背景的可能并留下暴涨的证据,这为人们寻找“时空涟漪”提供了便利

D.在理论上,在已有引力波存在的证据基础上,科学家可以重新构建一个更为复杂的非暴涨理论模型,使其同样能够预言引力波的存在,但对它的证明也可能更为困难

不定项选样题:备选项中至少有一个符合题意,请写出正确选项的序号。根据原文内容,下列理解和分析正确的是()。A.宇宙暴涨的假设增强了宇宙大爆炸理论的可靠性,而“时空涟漪”的发现又有力地证明了暴涨理论的可靠性

B.所有星系形成之前的种子来源于暴涨时期的量子涨落,这样的涨落后来被万有引力放大,从而出现了恒星和星系

C.今天观测到的宇宙是近乎平直的,因为暴涨使得宇宙像一个被吹得无穷大的气球,使它的表面看上去非常平坦

D.微波背景辐射具有偏振性,因此找到引力波在微波背景辐射上留下的特殊印迹,就可以找到暴涨理论存在的直接证据

结合材料,简述暴涨理论能够成为“宇宙是如何发展到现在的状况”的主导理论的依据。要求:紧密结合材料,提炼观点,不超过250字。

请给本文写一篇内容摘要。要求:概括准确,条理清楚,文字简介,不超过250字。

请帮忙给出每个问题的正确答案和分析,谢谢!

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第9题
天文学家在研究星系运动方式时发现,人们所观察到的星系其内部的引力仅占“物质”引力总量的1%~10%,其他是大量的非星系内部引力。这一现象表明,有些“物质”是不可见的,原因是它们不发光也不反射光,因此科学家称这些可能存在的物质为“暗物质”。然而,直到现在人类仍没有探索到“暗物质”存在的任何证据。对此,你认为下列观点不可取的是()

A.暗物质是人类虚构出来的,事实上,宇宙中根本就不存在

B.暗物质可能存在,人类应不断地进行探索,一旦发现它存在的证据,将为人类重新认识宇宙开辟一个全新的视角

C.暗物质可能存在于距地球十分遥远的地方,科学家可能通过探索暗物质产生的粒子的存在而间接证明暗物质的存在

D.人类探索至今,仍未发现暗物质,暗物质还有待人类继续探索和发现

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第10题
根据宇宙大爆炸理论,我们所生活的宇宙是在不断膨胀的,各星球都离地球而远去,由此可以推测出地球上接收到遥远星球发出的光的波长()
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