為了進(jìn)一步了解人類(lèi)居住的地球以及浩瀚復(fù)雜的宇宙，科學(xué)家研制了一系列雄心勃勃的新工具。在這些昂貴的大型科學(xué)儀器的幫助下，他們發(fā)現(xiàn)了地球和宇宙的眾多秘密。研制大型科學(xué)儀器并非易事，有時(shí)需要多個(gè)國(guó)家的數(shù)十年努力，所投入的資金更是一個(gè)天文數(shù)字。

1.“地球探測(cè)”計(jì)劃

“地球探測(cè)”計(jì)劃是世界上規(guī)模最大的科學(xué)項(xiàng)目，用于跟蹤北美的地質(zhì)演化。這座天文臺(tái)記錄下面積超過(guò)380萬(wàn)平方英里(約合984萬(wàn)平方公里)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量達(dá)到67TB(太字節(jié))。除了用于分析圣安地列斯斷層的滑動(dòng)外，“地球探測(cè)”計(jì)劃還負(fù)責(zé)分析黃石國(guó)家公園地下的巖漿柱。

2.大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)

大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)是世界上最大的粒子對(duì)撞機(jī)，每年運(yùn)轉(zhuǎn)成本高達(dá)10億美元左右，參與這一項(xiàng)目的人員來(lái)自60個(gè)國(guó)家，人數(shù)超過(guò)1萬(wàn)。這臺(tái)對(duì)撞機(jī)旨在揭開(kāi)最基本的宇宙物理學(xué)秘密，其中一大任務(wù)就是尋找被稱(chēng)之為“上帝粒子”的希格斯介子。

3.散變中子源

散變中子源是一種強(qiáng)大的電影攝像機(jī)，用于拍攝分子。它裝有一臺(tái)粒子加速器，向一個(gè)目標(biāo)室發(fā)射脈沖(每個(gè)脈沖含有2000萬(wàn)億個(gè)中子)，接觸到目標(biāo)室內(nèi)的物質(zhì)后反射。散變中子源并不會(huì)制造爆炸，更適于研究如何研制性能更高的電池等裝置。

4.國(guó)際空間站

國(guó)際空間站每年的運(yùn)轉(zhuǎn)成本高達(dá)20億美元，是太空中存在時(shí)間最長(zhǎng)的人造設(shè)施，參與這一項(xiàng)目的人員數(shù)量達(dá)到數(shù)千。截止到2011年11月，空間站已經(jīng)在太空停留11年。這個(gè)軌道實(shí)驗(yàn)室用于進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，曾幫助科學(xué)家研制沙門(mén)氏菌疫苗。

5.先進(jìn)光源粒子加速器

先進(jìn)光源粒子加速器坐落于美國(guó)加利福尼亞州伯克利，可將亮度達(dá)到太陽(yáng)表面100萬(wàn)倍的光子導(dǎo)入蛋白質(zhì)、電極、超導(dǎo)體以及其他材料，用以揭示它們的原子、分子和電子特性。科學(xué)家利用這臺(tái)加速器創(chuàng)建核糖核酸聚合酶的3D圖像和描述彗尾的塵埃。

6.“朱諾”號(hào)木星探測(cè)器

“朱諾”號(hào)探測(cè)器將于2016年進(jìn)入木星軌道，在此之前，它以每小時(shí)13.4萬(wàn)英里(約合每小時(shí)21.5萬(wàn)公里)的速度朝木星進(jìn)發(fā)?！爸熘Z”號(hào)是人類(lèi)歷史上速度最快的航天器之一，將環(huán)繞木星運(yùn)行33周，而后撞向木星，像一顆流星一樣在木星的氫氣大氣層中燃燒。

7.美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置

美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置位于加利福尼亞州利弗莫爾，是世界上最大且功率最高的激光器，長(zhǎng)度相當(dāng)于3個(gè)足球場(chǎng)，高度相當(dāng)于10層樓，可產(chǎn)生200萬(wàn)焦耳紫外線能。國(guó)家點(diǎn)火裝置能夠達(dá)到與恒星核心類(lèi)似的溫度和壓力。

8.甚大望遠(yuǎn)鏡陣列

甚大望遠(yuǎn)鏡陣列是世界上最大的望遠(yuǎn)鏡之一，由27個(gè)單獨(dú)的射電天線構(gòu)成，每一個(gè)的直徑達(dá)到82英尺(約合25米)。甚大望遠(yuǎn)鏡可以拍攝月球等近地天體或者遠(yuǎn)至可觀測(cè)的宇宙邊緣的天體細(xì)節(jié)豐富的圖像。

9.“海王星”天文臺(tái)

“海王星”天文臺(tái)是世界上最大的海底天文臺(tái)，由大約500英里(約合804公里)長(zhǎng)的電纜和130臺(tái)安裝400個(gè)傳感器的儀器構(gòu)成，可對(duì)海洋系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模連續(xù)監(jiān)測(cè)，這在科學(xué)史上還是第一次。“海王星”天文臺(tái)的監(jiān)測(cè)對(duì)象包括海洋動(dòng)物的生活、地質(zhì)學(xué)以及化學(xué)特征。

10.相對(duì)論性重離子對(duì)撞機(jī)

相對(duì)論性重離子對(duì)撞機(jī)位于紐約長(zhǎng)島，通過(guò)金離子相撞產(chǎn)生7.2萬(wàn)億華氏度的溫度，如此高溫能夠讓質(zhì)子和中子熔化。借助于相對(duì)論性重離子對(duì)撞機(jī)，科學(xué)家能夠重建大爆炸后百萬(wàn)分之一秒的宇宙環(huán)境。