13 * 宇宙的未来第二课时教学设计

唐山市第二中学

语文组

刘蓉芳

设计思想

《宇宙的未来》是高中语文必修五第四单元的最后一篇课文。该单元旨在指导学生学习自然科学小论文。单元所收录的文章都体现了作者敏锐的思维和独特的语言风格。学习这样的文章可以开阔学生的视野，提高学生的逻辑推理和思辨能力，同时激发学生学习科普文章的兴趣，培养科学探索的精神。由于像《宇宙的未来》这样的科普文章，篇幅较长、专业术语较多，同时又是译文，在思维习惯和表达方式上又存在东西差异，多少会使学生产生畏难情绪。所以文本梳理和探究文章内涵将会成为教学难点。本篇课文的教学重点为提炼文章要点，增强筛选、整合信息的能力，同时激发对科学和宇宙探索的热情。教学难点则是提高探究文章内涵，增强分析和概括能力。基于文本特点的考虑，本次教学活动将充分调动学生的积极性，让学生更多地参与进来。事先将教学活动分为六部分，文本的梳理和探究交由学生主讲，拓展部分由教师引导。提前详细分配预习任务，全班同学通读课文，标好自然段，排除文字障碍，同时勾画认为重点和有疑问的内容。将学生分为六组，第一组同学负责整理课文的基础知识，筛选、整合作者主要观点，用于全班课下检测。其他五个小组各重点负责搜集资料和讲解与本次教学活动前五部分相对应的部分。（教师提前布置任务并做好相关指导工作）教学活动按照：视频导入，了解宇宙，文本梳理，重点探究，演讲特点比较和总结，作者相关介绍，拓展引导的顺序展开。

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刘蓉芳

教学设计

课题：《宇宙的未来》

课型：阅读型

教学目标：

1、了解作者对宇宙未来预测的观点和依据。

2、通过梳理文章脉络，把握关键词，提高筛选及整合信息的能力。

3、感受科学精神，激发探索宇宙奥秘的热情，培养学生珍惜生命、惜时进取的精神。教学重点：提炼文章要点，增强筛选、整合信息的能力。

激发对科学和宇宙探索的热情。

教学难点：提高探究文章内涵，增强分析和概括能力。

教学方法：讲授法、演示法、点拨法、探究法

教学流程图：

视频导入

图片过渡

关于宇宙

第一小组简述

文本梳理

第二小组主讲

重点探究

第三小组主讲、各组讨论

对比总结演讲特点

第四小组概括

作者知多少

第五小组激情介绍、深刻引导

教师拓展

布置作业

课时：一课时

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教学过程：

导入

播放天宫二号空间实验室成功发射的视频。用航天人对浩瀚宇宙的执着探索，激发学生科学探索的热情，导入到霍金对宇宙的未来的预测。

一、对宇宙的认识

由

“太阳黑子”小组主讲。

1、幻灯片展示神秘宇宙的图片。

2、由主讲人简单介绍中西方对宇宙探索认知的过程。

（1）、战国时期的尸佼在他的著作《尸子》中就说：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。”屈原《天问》里也曾经发出探问：“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？……九天之际，安放安属？隅隈多有，谁知其数？天何所沓？十二焉分？日月安属？列星安陈？出自汤谷，次于蒙汜，自明及晦，所行几里？”

中国古代的宇宙学说：浑天说、盖天说、宣夜说等。

（2）古希腊哲学家泰利斯认为地球是一个圆盘，漂浮在一片汪洋中。毕达哥拉斯认为，地球、月亮、太阳、行星和恒星都在一个同心球上围绕中央火旋转。托勒密著《天文学大成》，创立“地心说”。哥白尼发表《天体运行论》，创立“日心说”。伽利略制造出天文望远镜。开普勒提出行星的三大定律。牛顿创立天体力学。

二、整体把握，文本梳理

由“蟹状星云”小组主讲。

1、本篇演讲的议题：宇宙的未来

2、预测的两种结局：膨胀或者坍缩

3、层次梳理

第1段：科学家有信心预言未来

第2-5段：巫师的预言模棱两可，宗教的预言屡测屡败

第6-13段：科学家不能预言人类社会，却能预言宇宙的未来的原因

第14-16段：指出宇宙的未来有两种可能及决定因素

第17-25段：影响预言的不确定因素

第26段：再次总结宇宙的未来有两种结局

[建议]：前两个问题比较好总结，可只提问，不必费时详解；本文结构，因为是学术性的演讲，理论性强、术语多、又为译文，可能相对难一些。所以有不同声音时，可在明确各段段意的基础上进行分层。

三、重点探究

由“指环星云”小组主讲。

1、这篇讲演的主题是预言宇宙的未来,为什么开篇（2-5段）先罗列了一些巫师们预言屡屡失败的尴尬的事件？

明确：通过对比说明巫师们的预言缺乏科学根据，只是一些模棱两可的判断，而真正的技巧在于解释。这与科学家的运用天体物理学理论进行的预言有很大的区别。

2、根据6-13段讨论并归纳：作者认为科学“不能预言人类社会的未来”，却“可以预言宇宙遥远的未来”的根据是什么？

明确：人类社会是混沌的，不确定的；

宇宙的行为在非常大的尺度下是简单的，而不是混沌的。

3、根据17-25段筛选并归纳：

⑴、对宇宙未来的预言，关键是要弄清宇宙的什么问题？

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明确：平均密度的值。

⑵、在对宇宙的未来的预言中，存在哪些不确定的因素？

①、未知的暗物质

②、对宇宙的初始密度的确定有着不同的认识：一是按照人择原理去确定，（存在的就是合理的）一是按照暴涨理论去确定（暴涨可使宇宙密度突至临界）。二者有较大差距。

[建议]：主讲人可做小结。科学家通过理论论证和实践总结，对宇宙未来的预言是科学的；并且宇宙的行为在非常大的尺度下是简单的，而不是混沌的，这说明宇宙的未来可以预测；当然预测的关键是确定宇宙的平均密度，而平均密度有不确定因素的影响，所以平均密度大于临界值宇宙就会坍缩，平均密度小于临界值宇宙就会膨胀。通过总结，再次印证文本脉络和演讲的主要内容。

四、总结本篇演讲的主要特点

由“红超巨星”小组主讲。

简单比较本文与必修2中马丁·路德金《我有一个梦想》的不同。即，

《我有一个梦想》特点：政治性、逻辑性、鼓动性（简单回顾）

《宇宙的未来》特点：学术性、创造性、通俗性

本篇演讲的通俗性主要体现：语言的风趣幽默以及形象的比喻。

[建议]：在总结语言的风趣幽默的特点和形象的比喻时可举两个例子，品读一下。如，

①“……这些日期使股票市场下泻。虽然它使我百思不解，为何世界的终结会使人愿意用股票来换钱，假定你在世界末日什么也带不走的话。”

这句话让人在笑声中悟到人类自身的某些缺陷和某些思维误区。

②“据说，1844年是第二次回归的开始，但是首先要数出获救者名单。只有数完了名单，审判日才降临到那些不列在名单上的人。幸运的是，数人名看来要花很长的时间。”

这句话幽默中含着揶揄和讽刺，揭露了宗教预言师的荒谬，表现了其屡测屡败却又想方设法自圆其说的尴尬与可笑。

③“例如，如果你稍微改变一下你旋转轮赌盘的方式，就会改变出来的数字。你在实际上不可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。”

这个比喻生动地说明了“即使我们知道了制约宇宙的有关定律，我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来”。

④“这有一点像是再投胎。如果有人声称一个新生的婴儿是和某一死者等同，如果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任何特征或记忆，这种声称有什么意义呢?人们可以同样地讲，它是完全不同的生命。”

这个比喻形象地说明宇宙在大挤压处终结后，并不是任何发生在这“之后”的事件都是另一个相分离的宇宙的部分。

五、作者知多少

由“银河天鹰“小组”主讲。

1、听他的声音（作者名言）

“一个人如果身体有了残疾,绝不能让心灵也有残疾。”

“我即使被关在果壳之中，仍自以为是无限空间之王。”

“我的手指还能活动，我的大脑还能思维；我有终身追求的理想，我有爱和爱我的亲人

朋友；对了，我还有一颗感恩的心……”

2、由主讲人简述霍金经历和巨大成就

霍金被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。

主要贡献：

奇性定理、黑洞面积定理、黑洞霍金辐射、无边界宇宙理论

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是现代科普小说家：著有《时间简史》

所有这些成就都是在霍金患卢伽雷病(肌肉萎缩性侧面硬化病)后的40年间完成的。他21岁就患病，几十年被禁锢在特制的轮椅上，全身只有三个手指能活动，不能讲话，与人交谈要靠计算机合成语言，有了新的想法也只能通过三个手指“敲击”进语言合成器里保存……可就是这样一个重度残疾的人，却把研究的目标直指浩瀚的宇宙。

3、在霍金身上你看到了什么？还想到了谁？

（1）自由发言，如：

①身残志坚、信仰、信念、有毅力、乐观、对科学事业有极大的热情等等。

②“盖文王拘而演《周易》；仲尼厄而作《春秋》；屈原放逐，乃赋《离骚》；左丘失明，厥有《国语》；孙子膑脚，《兵法》修列；不韦迁蜀，世传《吕览》；韩非囚秦，《说难》、《孤愤》；《诗》三百篇，大底圣贤发愤之所为作也。”史铁生、张海迪、海伦·凯勒、刘伟、曹会琛、尼克·胡哲等等。

（2）齐读高考满分作文《人生的斗士》选段

“他不仅是现代科学界的泰山北斗，还是一位永远战斗不息的人生斗士。如果说他的命运是那破旧的花架，那么因为他的坚强意志，变得繁花似锦，光艳夺人；如果说他的命运是那漆黑的夜空，那么因为他的坚强意志，变得繁星闪烁，熠熠发光；如果说他的命运是那贫瘠的土地，那么因为他的坚强意志，变得葱葱郁郁、油油翠绿。是的，他的成功，不仅仅是他的非凡的科学成就，其原因中更值得人称道的是他坚忍不拔的意志和对人生的无比自信，这造就了一个时代的伟人，人生的斗士……”

六、拓展

由老师引导（幻灯展示，背景为蔚蓝的天空中飘扬的五星红旗）：

1、请大家看看这些日子：

1964年7月19日，中国第一枚载生物火箭成功发射。

1970年4月24日，

“东方红”1号成功发射。标志着中国成为世界上第五个发射卫星的国家。

1975年11月26日，中国首次发射返回式遥感卫星。标志着中国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。

1988年9月7日，“风云1号”气象卫星成功发射。

1990年4月7日，

中国成功发射“亚洲1号”商业卫星。

1999年至2001年，中国先后成功发射神舟一号、二号、三号、四号飞船。

2002年5月15日，中国第一颗海洋卫星成功发射。

2003年10月15日，载人飞船“神舟五号”成功发射。标志着中国成为第三个有能力独自将人送上太空的国家。

2005年至2011年，先后成功发射神舟六号、七号、八号飞船。

2007年10月24日，嫦娥一号探测器成功发射。

2011年9月29日，“天宫一号”中国首个目标飞行器和空间实验室成功发射。

2012年6月18日，“神舟九号”

成功发射。

2016年9月15日，天宫二号空间实验室在酒泉卫星发射中心发射成功。

2、请大家看看这些航天人：

张衡、郭守敬、万户、祖冲之

“中国航空之父”

：冯如

“导弹之父”

“火箭之父”

：钱学森

中国航天“四老”：任新民、屠守锷、黄纬绿、梁守槃

“卫星之父”：

孙家栋

“载人航天功勋科学家”：王永志

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“天眼之父”南仁东……

提问：看到这些数字和严谨奉献、奋斗不息的航天人你有哪些感悟？

物理学巨星——霍金陨落，关于宇宙的思索和探秘你有哪些分享？

自由发言：科学探索、爱国、惜时奋进等等。

作业：

1、完成上帝之眼小组就本文设计的基础知识检测题。

2、在下面任选一个作为作业

⑴参看课后作业三，以小组为单位进行一次有关天文学知识的讲座。

⑵以小组为单位进行一次围绕人生或国家、地球、宇宙的励志演讲。

板书：

宇宙的未来

霍金

坍缩

平均密度

临界值

膨胀

临界值

平均密度

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教学反思

本篇课文为科普文，篇幅较长、专业术语较多，同时又是译文。学生们理解起来有一定的难度，甚至会对本课内容很不感兴趣。本次教学活动的主体思想是让学生参与进来，在积极的准备和讲解中，更好的理解文章内容，提高其筛选、概括和理解信息的能力，激发其科学探索的热情。所以将全班同学进行分组，由学生来主讲，学生的学习兴趣明显较高，同时对文章的理解由被动的接受到主动的探究，学习效果很好。

本篇课文作为一篇演讲，语言很幽默诙谐。在引导学生总结本篇演讲的特点时，先给学生们一个标杆——《我有一个梦想》，根据与这篇政论性演讲的比较，很容易总结出《宇宙的未来》这篇学术性演讲的特点。

本次教学活动不仅要提高学生们提炼文章要点，增强筛选、整合信息的能力，还要激发学生对科学和宇宙探索的热情，引导其对人生进行思考。文章用神舟九号成功发射的视频导入，既激发了学生科学探索宇宙的热情，又使学生对国家科研的发展、国家的强大产生自豪感和责任感。文章的最后教师引导学生：看看这些激动人心的日子，看看这些为国家做出突出贡献的航天人。再次引发学生对使命感和责任感的思考：惜时奋进，科研报国等等。

另外，品读作者霍金的精神，可以启迪学生对人生的思考。把霍金精神推及到一类人身上，请学生们回答“你还想到了谁”，让学生多次感悟这种身残志坚、有信念……的精神。齐读高考满分作文的片段，又无形给学生们补充了多个写作素材。传统的教学过程多开篇介绍作者，而本次设计将作者和拓展部分先后紧挨在一起，目的就是不光要了解作者，还要更好地记住他的精神，以及他给我们人生的启示。这样也可以引导学生认识到不仅要完美地实现个人价值更应挑起“科研兴国”的重任，使学生思想有进一步提升。

当然，具体操作之前应合理地分配好各环节的时间。在过程中应调控好节奏，注意过渡衔接。了解本课的文化内涵和演讲特点，提高学生的筛选、整合信息的能力应是教学重点中的重点。（在学生讲解时必要的地方可及时解释补充）在这基础上引导学生对人生的思考。

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学生设计检测习题样本：

命题人：上帝之眼小组

1.下列各组词语中加点字的注音无误的一项是（

）A.混沌（hún dùn） 尴尬（gān gà） 臭名昭著（zhāo）．．．．．B.诘问（jié） 坍缩（tān） 迄今为止（qì）．．．C. 倚重（yǐ） 憎（zèng）恨

不可估量（liàng）

．．．D.告罄（qìng） 三昧（wèi） 模棱两可（líng）．．．解析：A项“混”应读“hùn”；C项

“憎”应读“zēng”，“量”应读“liáng”；D项“昧”．应读“mèi”，“棱”应读“léng”。答案：B2.下列各组词语中没有错别字的一组是…（ ）A.感恩带德 映入眼帘 赞叹不已 别出新裁B.明察秋毫 副圆广阔 轻而易举 旁证博引C.模棱两可 归根到底 晶莹透明 瞬息万变D.万无一失 疏疏朗朗 因地治宜 臭名昭著解析：A项带—戴，新—心；B项副—幅，证—征；D项治—制。答案：C 3.填入下列各句横线处的词语最恰当的一组是（ ）（1）但是________________大脑的方程几乎肯定具有混沌行为，初始态的非常小的改变会导致非常不同的_________________。（2）这样就有人对为何密度应这么接近于临界值___________________另外可能的解释。这种__________________导致极早期宇宙的暴涨理论。A.限制、效果、寻求、探究 B.制约、结果、寻求、探索C.限制、结果、寻觅、探究 D.制约、效果、寻觅、探索答案：B4.下列各句中加点的成语，使用不当的一项是（ ）A.古希腊的德勒菲的著名巫师以模棱两可而流芳百世。．．．．B.假定你在世界末日什么也带不走的话，为何世界的终结会使人愿意用股票来换钱，这真使我百思不解。．．．．C.事实上，我们必须花费大量金钱建造巨大粒子加速器去检验这些高能定律，便是这些定律对现在宇宙的影响是多么微不足道的一个标志。．．．．D.哪怕宇宙现在只具有十分之一的临界密度，都需要不可思议地仔细选取初始的密度和膨胀．．．．率。解析：A项“流芳百世”不合句意，应为“臭名昭著”。答案：A5.下列各句中，没有语病的一句是（ ）A.宇宙之所以是这种样子的原因，是因为否则的话，我们就不会在这里观测它。B.这意味着，宇宙最终可能会坍缩，但是这个时间不会比迄今已经膨胀过的大约一百五十亿年左右长太多。

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C.这巫师回答道：要么斯巴达会被消灭，要么其国王会被杀害。D.其危险在于，我们毁坏或消灭环境的能力比利用这种能力的智慧快得太多了。解析：A项杂糅，去掉“的原因”；B项语意重复，“大约”“左右”去掉其中的一个；D项不合逻辑，在“环境的能力”和“智慧”后都加“的增长”。答案：C

阅读下面一段文字，完成6—8题

宇宙的起源

①詹姆·哈特尔和我发现宇宙自发创生的图景有一点像泡泡在沸腾的水中形成。其思想是，宇宙最可能的历史像是泡泡的表面。许多小泡泡出现，然后再消失。这些对应于微小的宇宙，它们膨胀，但在仍然处于微观尺度时再次坍缩。它们是另外可能的宇宙，由于不能维持足够长的时间，来不及发展星系和恒星，更不用说智慧生命了，所以我们对它们没有多大兴趣。然而，这些小泡泡中的一些会膨胀到一定的尺度，到那时就可以安全地逃避坍缩。它们会继续以不断增大的速率膨胀，形成我们看到的泡泡。它们对应于开始以不断增加的速率膨胀的宇宙。这就是所谓的暴胀，正如每年的价格上涨一样。

②通货膨胀的世界纪录应归一战以后的德国。在18个月期间价格膨胀了一千万倍。但是，它和早期宇宙中的暴胀相比实在微不足道。宇宙在比一秒还微小得多的时间内膨胀了十的30次方倍。和通货膨胀不同，早期宇宙的暴涨是非常好的事情。它产生了一个非常巨大的均匀的宇苗，正如我们观察到的。然而，它不是完全均匀的。在对历史求和中，稍微具有无规性的历史和完全均匀和规则历史的概率几乎相同。因此，理论预言早期宇宙很可能是稍微不均匀的。这些无规性在从不同方向来的微波背景强度上引起小的变化。利用MAP（微波各向异性）卫星已经观察到微波背景，发现了和预言完全一致的变化。这样，我们知道自己正在正确的道路上前进。

③早期宇宙中的无规性，意味着在有些区域的密度，比其它地方的稍高。这些额外密度的引力吸引使这个区域的膨胀减缓，而且最终能够使这些区域坍缩形成星系和恒星。请仔细看这张微波天图（略）。它是宇宙中一切结构的蓝图。我们是极早期宇宙的量子起伏的产物。上帝的确在掷骰子。

④在过去的百年间，我们在宇宙学方面取得了惊人的进步。广义相对论和宇宙膨胀的发现，粉碎了永远存在并将永远继续存在的宇宙的古老图像。取而代之，广义相对论预言，宇宙和时间本身都在大爆炸处起始。它还预言时间在黑洞里终结。宇宙微波背景的发现，以及黑洞的观测，支持这些结论。这是我们的宇宙图像和实在本身的一个深刻的改变。

⑤虽然广义相对论预言了宇宙来自于过去一个高曲率的时期，但它不能预言宇宙如何从大爆炸形成。这样，广义相对论自身不能回答宇宙学的核心问题，为何宇宙如此这般；然而，如果广义相对论和量子论相合并，就可能预言宇宙是如何起始的。它开始以不断增大的速率膨胀。这两个理论的结合预言，在这个称作暴胀的时期，微小的起伏会发展，导致星系、恒星以及宇宙中所有其它结构的形成。对宇宙微波背景中的小的非均匀性的观测，完全证实了预言的性质。这样，我们似乎正朝着理解宇宙起源的正确方向前进，尽管还有许多工作要做。当我们通过精密测量空间航空器之间的距离，进而能够检测到引力波的时候，就会打开极早期宇宙的新窗口。引力波从最早的时刻自由地向我们传播，所有介入的物质都无法阻碍它。与此相比较，自由电子多次地散射光。这种散射一直进行到30万年后电子被凝结之前。

⑥尽管我们已经取得了一些伟大成功，但并非一切都已解决。我们观察到，宇宙的膨胀在长期的变缓之后，再次加速。对此理论还不能理解清楚。缺乏这种理解，对宇宙的未来还无法确定。它会继续地无限地膨胀下去吗？暴胀是一个自然定律吗？或者宇宙最终会再次坍缩吗？新的观测结果、进步的理论正迅速涌来。宇宙学是一个非常激动人心和活跃的学科。我们正接近回答这些古老的问题：我们为何在此？我们从何而来？

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（2006年6月19日《霍金在人民大会堂的演讲》）

6．从原文看，下列对“宇宙自发创生的图景”相关内容的说明正确的一项是（ ）

A．广义相对论和宇宙膨胀的发现，粉碎了永远存在并将永远继续存在的宇宙的古老图像，因为宇宙和时间本身都在大爆炸处起始。

B．宇宙自发创生的图景是由我（霍金）与詹姆·哈特尔发现的，这一理论完全可以回答从何处来、因何在此的问题。

C．微小的宇宙的膨胀，在由于仍然处于微观尺度时再次坍缩。只有当膨胀到一定的尺度，才可以安全地逃避坍缩，并且以不断增大的速率膨胀，形成早期宇宙中的暴胀，进而形成星系和恒星。

D．宇宙学是一个非常激动人心和活跃的学科。我们正接近回答这些古老的问题：我们为何在此？我们从何而来？

7．下列表述，不符合原文意思的一项是（ ）

A．宇宙在比一秒还微小得多的时间里膨胀了十的30次方倍，产生了一个非常巨大的均匀的宇宙，因此，早期宇宙的暴胀是非常好的事情。

B．利用MAP（微波各向异性）卫星观察到微波背景强度上，发现了与早期宇宙可能是稍微不均匀的预言完全一致的变化。

C．科学家观察到，宇宙的膨胀在长期的变缓之后，再次加速。但对此运用广义相对论理论已经可以解释其内在的成因。

D．早期宇宙的无规性，使得某些区域的密度增高，同时又使得这个区域的膨胀减缓，而且最终能够使这些区域坍缩形成星系和恒星。

8．依据原文的信息，下列推断正确的一项是（ ）

A．早期宇宙的膨胀与第一次世界大战的德国的通货膨胀一样，在18个月里居然膨胀了一千万倍，令人惊异。

B．广义相对论预言宇宙来自于过去一个高曲率的时期，但它不能预言宇宙如何从大爆炸形成，其自身也不能回答宇宙学的核心问题。

C．广义相对论预言宇宙和时间本身都在大爆炸处起始，时间也将在黑洞里终结，而宇宙微波背景的发现，以及黑洞的观测，却没有支持这些结论。

D．新的宇宙理论对宇宙的未来、宇宙的无限膨胀、暴胀的自然性、宇宙的再次坍塌都有了一个明确的答复。

答案：

6．C（A项是说广义相对论的作用，但不是“宇宙自发创生的图景”；另外，因果关系不对。B项宇宙自发创生图景不是霍金与詹姆·哈特尔发现的，他们两个人只是发现自发创生图景像泡泡在水中形成。D项讲宇宙学的前景，答非所问。）

7. C（原文是说“宇宙的膨胀在长期的变缓之后，再次加速。对此理论还不能理解清楚”，而C项则故意曲解文意，而且是无中生有，因为文中没有用“广义理论”解释的信息，把将来可能的事情误认为是现在可以办到的，混淆了“未然”与“已然”的界限。）

8．B（A项的推断是错误的，因为原文说“它和早期宇宙中的暴胀相比实在微不足道”；C项对广义相对论的作用作了与原文相反的界定；D项有关宇宙膨胀、暴胀、再次坍塌等问题，目前理论并没有作出明确的回答，因此D项也是错误的。）

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