為了進一步了解人類居住的地球以及浩瀚復雜的宇宙，科學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。研制大型科學儀器并非易事，有時需要多個國家的數(shù)十年努力，所投入的資金更是一個天文數(shù)字。

1.“地球探測”計劃

“地球探測”計劃是世界上規(guī)模最大的科學項目，用于跟蹤北美的地質(zhì)演化。這座天文臺記錄下面積超過380萬平方英里(約合984萬平方公里)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量達到67TB(太字節(jié))。除了用于分析圣安地列斯斷層的滑動外，“地球探測”計劃還負責分析黃石國家公園地下的巖漿柱。

2.大型強子對撞機

大型強子對撞機是世界上最大的粒子對撞機，每年運轉(zhuǎn)成本高達10億美元左右，參與這一項目的人員來自60個國家，人數(shù)超過1萬。這臺對撞機旨在揭開最基本的宇宙物理學秘密，其中一大任務就是尋找被稱之為“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大的電影攝像機，用于拍攝分子。它裝有一臺粒子加速器，向一個目標室發(fā)射脈沖(每個脈沖含有2000萬億個中子)，接觸到目標室內(nèi)的物質(zhì)后反射。散變中子源并不會制造爆炸，更適于研究如何研制性能更高的電池等裝置。

4.國際空間站

國際空間站每年的運轉(zhuǎn)成本高達20億美元，是太空中存在時間最長的人造設施，參與這一項目的人員數(shù)量達到數(shù)千。截止到2011年11月，空間站已經(jīng)在太空停留11年。這個軌道實驗室用于進行各種實驗，曾幫助科學家研制沙門氏菌疫苗。

5.先進光源粒子加速器

先進光源粒子加速器坐落于美國加利福尼亞州伯克利，可將亮度達到太陽表面100萬倍的光子導入蛋白質(zhì)、電極、超導體以及其他材料，用以揭示它們的原子、分子和電子特性?？茖W家利用這臺加速器創(chuàng)建核糖核酸聚合酶的3D圖像和描述彗尾的塵埃。

6.“朱諾”號木星探測器

“朱諾”號探測器將于2016年進入木星軌道，在此之前，它以每小時13.4萬英里(約合每小時21.5萬公里)的速度朝木星進發(fā)。“朱諾”號是人類歷史上速度最快的航天器之一，將環(huán)繞木星運行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.美國國家點火裝置

美國國家點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，長度相當于3個足球場，高度相當于10層樓，可產(chǎn)生200萬焦耳紫外線能。國家點火裝置能夠達到與恒星核心類似的溫度和壓力。

8.甚大望遠鏡陣列

甚大望遠鏡陣列是世界上最大的望遠鏡之一，由27個單獨的射電天線構成，每一個的直徑達到82英尺(約合25米)。甚大望遠鏡可以拍攝月球等近地天體或者遠至可觀測的宇宙邊緣的天體細節(jié)豐富的圖像。

9.“海王星”天文臺

“海王星”天文臺是世界上最大的海底天文臺，由大約500英里(約合804公里)長的電纜和130臺安裝400個傳感器的儀器構成，可對海洋系統(tǒng)進行大規(guī)模連續(xù)監(jiān)測，這在科學史上還是第一次?！昂Ｍ跣恰碧煳呐_的監(jiān)測對象包括海洋動物的生活、地質(zhì)學以及化學特征。

10.相對論性重離子對撞機

相對論性重離子對撞機位于紐約長島，通過金離子相撞產(chǎn)生7.2萬億華氏度的溫度，如此高溫能夠讓質(zhì)子和中子熔化。借助于相對論性重離子對撞機，科學家能夠重建大爆炸后百萬分之一秒的宇宙環(huán)境。