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100亿或200亿年前,发生了宇宙大爆炸-卡尔·萨根《宇宙》

2022-05-12 09:07超越网

“有物混成,先天地生,寂兮寥兮,独立而不改,周行而不殆,可以为天下母,吾不知其名。字之曰‘道’强为之名曰‘大’。大曰逝,逝曰远,远曰反。”(老子《道德经》)
100亿或200亿年前,发生了宇宙大爆炸,炸出了我们的这个宇宙。
在那次巨大的宇宙爆炸中,宇宙开始了一种至今从未停止的膨胀。当空间扩展时,宇宙中的物质和能量随之膨胀并迅速冷缩。产生爆炸的原始火球的一部分辐射进入红外区和射电区。现在用射电望远镜可以探剧到这些宇宙本底辐射,它们来自天空各处。在早期的宇宙中,太空是灿烂辉煌的,随着时间的流逝,太空的结构继续膨胀,辐射停息了,太空变得黑暗起来了,就像今天这个样子。
早期的宇宙充满了辐射和最初由氢和氨组成的充实的物质团,这些物质团是由超高密度的原始火球中的基本粒子形成的。慢慢地,少量而不均匀的气囊开始增大,巨大而轻薄的卷须状气态云形成了,一群群发出隆隆响声的、缓慢旋转的物体,平稳地发着光,然后形成了含有亿万个闪光点的各种天体。宇宙中最大的可辨认的结构——星系——就这样形成了。
宇宙中的恒星和星际物质会产生引力坍缩,因为角动量守恒原则,初生星系的旋转便不断加快。有的星系变平,在离心力不能抵消重力的地方,沿着自转轴把自己压扁,这样就变成了第一批漩涡星系,即一种在广袤太空中快速旋转着的轮状物质。其他一些引力较弱或自转初速度较小的原始星系只稍微变平,结果变成了第一批椭圆星系。因为万有引力和角动量守恒这些简单的自然定律在整个宇宙都一致不二,所以宇宙中有相类似的星系存在,就好像用同一个模子冲压出来的一样。为地球这个微观世界中的自由落体和花样滑冰尽力提供理论根据的物理原理,造就了宇宙这个宏观世界中的种种星系。
在新生星系里,小得多的星云也经历了引力坍缩,内部温度变得非常高,激发了热核反应,第一批恒星也就形成了。灼热而巨大的年轻恒星迅速演化,像浪子一样,毫不在意地挥霍其氢燃料资源,很快就会形成超新星。超新星在辉煌的爆炸中结束了它们的生命后,将热核尘埃——氨、碳、氧和种种较重的元素——还原为不断生成一代代新恒星的星云。大量早期恒星的超新星爆炸,在紧邻的气体中产生了连续重迭的冲击波,挤压着星系间的媒介物质,从而加速星系团的形成。超新星爆炸的冲击波也许已经以各种规模促成了物质的增大,宇宙演变的史诗已经开始,即开始了对大爆炸产生的气体物质的凝缩进行分类:星系团、星系、恒星、行星,还有最终出现的生命,包括人。
今天的宇宙充满各种星系团。其中有些只是几十个星系毫无意义的、微不足道的集合体;而被亲切地称为“本星系群”的星系团只包含两个还算大的星系,即两个漩涡星系——银河系和M31;很多星系团则大到含有数以千计的相互吸引旋转的巨大星系群。有些星系团中的成员星系是按球面几何体排列起来的,它们主要由椭圆体组成。其他那些以更无规则的几何体排列的星系团,拥有相当多的旋涡形和不规则形的星系。星系碰撞的结果,改变了原始球状星系团的形状,同时可能促进从椭圆形往旋涡形和无规则形的演变。
高速计算机的发展,使我们有可能对几十或几万个集体运动点进行数值实验,每一动点代表一颗恒星,每个星都处在其他诸点的引力作用之下。实验推测,当两个星系碰撞时,由于一个星系主要是空虚的,而且各恒星间的空间距离又很大,所以恒星就像子弹穿过蜂群一样,毫不费力地互相穿越,星系的外观会发生严重的变形。一个星系对另一个星系的直接撞击,能使该星系的绝大多数恒星流入星系际空间,这样,一个星系就瓦解了。当一个小星系在正面撞上一个较大的星系时,它能产生一个最壮丽罕见的不规则星系,一个跨度达数千光年宽的环形星系,反衬着星系际空间的天鹅绒背景。它是星系池中一种飞溅、崩裂瓦解后的恒星的一种暂时的外貌,一个被拔除了核心的星系。
(摘编自卡尔·萨根《宇宙》,周秋麟译)
4.下列对材料相关内容的梳理,不正确的一项是(3分)
A.超高密度的原始火球发生大爆炸,形成了现在的宇宙,用射电望远镜可以探测到从天空各处散发出来的宇宙本底辐射。
B.星系的形成需漫长的过程,最初由氢和氨组成充实的物质团,接着产生了气态云,形成了各种天体,进而星系得以形成。
C.万有引力和角动量守恒定律使宇宙中产生了类似的星系,地球上的一些现象也进一步证明了它们在整个宇宙都一致不二。
D.宇宙中充满各种星系团,它们的大小和形状都各不相同,星系的碰撞将使星系团由椭圆形往旋涡形和无规则形演变。
5.下列对相关材料内容的分析和评价,正确的一项是(3分)
A.《老子》中“有物混成,先天地生”,与文中宇宙大爆炸理论有契合点,所以卡尔·萨根才加以引用,也可见中国哲学的科学性。
B.文中“恒星像浪子一样,毫不在意地挥霍其氢燃料资源”“宇宙演变的史诗已经开始”等语言生动形象,且流露出作者的情感。
C.初生星系最终形成漩涡星系还是椭圆星系,主要由其引力大小和自转初速度决定,后一种情况往往引力较大,自转初速度较快。
D.据实验推测,当两个星系碰撞时,恒星就像子弹一样毫不费力地互相穿越,因为星系中各个恒星之间的空间距离通常很大。
6.第六自然段的内容如何体现老子名言“周行而不殆”的道理?请简要说明。(6分)



4.D(“形状各不相同”错误。文中只列举了两种星系团的形状,不能得出所有星系团形状各不相同的结论;“星系的碰撞将使星系团由椭圆形往旋涡形和无规则形演变”漏了限定语“可能”)
5.B(A项,推论不当,“中国哲学的科学性”于文无据;C项,张冠李戴,应当是“前一种情况”引力大,速度快;D项,以偏概全,原因不完整)
6.①星云产生引力坍缩,形成恒星;②恒星耗尽氢燃料资源,形成超新星;③超新星在爆炸中结束生命,并将氨、碳、氧和种种较重的元素还原为星云。(每点2分)

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