美国华盛顿州汉福德的激光干涉引力渡观测台在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”,爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”被填补了。研究人员宣布,当两个黑洞于约13亿年前碰撞,两个巨大质量结合所传送出的扰动,于2015年9月14日抵达地球,被地球上的精密仪器侦测到。证实了爱因斯坦100年前所做的预测。 引力波也称重力波,广义相对论预言下的引力波来自于宇宙间带有强引力场的天文学或宇宙学波源,作为以波动形式和有限速度传播的引力场。按照广义相对论,加速运动的质量会产生引力波,包括银河系内的双星系统(白矮星、中子星或黑洞等致密星体组成的双星)的运动,河外星系的超大质量黑洞的合并,脉冲星的自转,超新星的引力坍缩,大爆炸留下的背景辐射等等。 引力波在抵达地球范围内时极其微弱,非常难以被探测到,但不是不可能探测到。并且在实际探测到它之前早已有显著的“间接”证据支持它的存在。最著名的是对于脉冲星双星系统PSR1913+16的观测。这系统被认为具有两颗中子星,以极其紧密而快速的模式互相环绕对方。其并且呈现了渐进式的旋近,旋近时率恰好是广义相对论所预期的值。根据广义相对论,该双星系统会以引力波的形式损失能量,轨道周期每年缩短76.5微秒,轨道半长轴每年减少3.5米,预计大约经过3亿年后发生合并。 周激光干涉方法或许可以探测这个双星系统的引力波,自1974年,泰勒和赫尔新对这个双星系统的轨道进行了长时间的观测,在1980年,他们也是采用精密的射电仪器,由实验得到观察值为(3.2±0.01)x10—12,与理论计算值在误差范围内正好符合。这可以说是引力渡的第一个定量证据。泰勒和赫尔斯也因这项工作于1993年荣获诺贝尔物理学奖。 2012年12月,中国科学院地质与地球物理研究所汤克云研究员领衔的科学组。在实施多次日食期间的固体潮观测后,发现现行地球固体潮公式实际上暗含着引力场以光速传播的假定,从而提出用固体潮测量引力传播速度的方法。最终获得全球“引力场以光速传播”的第一个观测证据。 引力波的发现意义重大,从科学意义上看,引力波可以直接与宇宙大爆炸连接。广义相对论中预言的引力波也可以产生于宇宙大爆炸中,这就是说大爆炸之初的引力波在137亿年后的今天仍然可以探测到。一旦发现了宇宙大爆炸时期的引力波,就可以揭开宇宙的各种谜团,甚至了解宇宙的开端和运行机制。 (1) 下面对“引力波”概念的表述,不符合原文意思的一项是( ) (2) 下面对“引力波”相关知识的理解,正确的一项是( ) (3) 下面对文意的理解和推断,不正确的一项是( ) A.引力波是一种以光速传播的时空波动,是爱因斯坦广义相对论最后被证实的一项重要预言。B.引力波是两个黑洞于约13亿年前碰撞、结合所传送出的扰动,并于2015年9月抵达地球。C.引力波可能是银河系内也可能是河外星系超大星体的各种运动所产生的,并以波动形式传播。D.引力波开始时只是一种理论假设,在2015年9月14日之前都没有直接证据表明它的存在。
美国华盛顿州汉福德的激光干涉引力渡观测台在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”,爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”被填补了。研究人员宣布,当两个黑洞于约13亿年前碰撞,两个巨大质量结合所传送出的扰动,于2015年9月14日抵达地球,被地球上的精密仪器侦测到。证实了爱因斯坦100年前所做的预测。
引力波也称重力波,广义相对论预言下的引力波来自于宇宙间带有强引力场的天文学或宇宙学波源,作为以波动形式和有限速度传播的引力场。按照广义相对论,加速运动的质量会产生引力波,包括银河系内的双星系统(白矮星、中子星或黑洞等致密星体组成的双星)的运动,河外星系的超大质量黑洞的合并,脉冲星的自转,超新星的引力坍缩,大爆炸留下的背景辐射等等。
引力波在抵达地球范围内时极其微弱,非常难以被探测到,但不是不可能探测到。并且在实际探测到它之前早已有显著的“间接”证据支持它的存在。最著名的是对于脉冲星双星系统PSR1913+16的观测。这系统被认为具有两颗中子星,以极其紧密而快速的模式互相环绕对方。其并且呈现了渐进式的旋近,旋近时率恰好是广义相对论所预期的值。根据广义相对论,该双星系统会以引力波的形式损失能量,轨道周期每年缩短76.5微秒,轨道半长轴每年减少3.5米,预计大约经过3亿年后发生合并。
周激光干涉方法或许可以探测这个双星系统的引力波,自1974年,泰勒和赫尔新对这个双星系统的轨道进行了长时间的观测,在1980年,他们也是采用精密的射电仪器,由实验得到观察值为(3.2±0.01)x10—12,与理论计算值在误差范围内正好符合。这可以说是引力渡的第一个定量证据。泰勒和赫尔斯也因这项工作于1993年荣获诺贝尔物理学奖。
2012年12月,中国科学院地质与地球物理研究所汤克云研究员领衔的科学组。在实施多次日食期间的固体潮观测后,发现现行地球固体潮公式实际上暗含着引力场以光速传播的假定,从而提出用固体潮测量引力传播速度的方法。最终获得全球“引力场以光速传播”的第一个观测证据。
引力波的发现意义重大,从科学意义上看,引力波可以直接与宇宙大爆炸连接。广义相对论中预言的引力波也可以产生于宇宙大爆炸中,这就是说大爆炸之初的引力波在137亿年后的今天仍然可以探测到。一旦发现了宇宙大爆炸时期的引力波,就可以揭开宇宙的各种谜团,甚至了解宇宙的开端和运行机制。
- A.引力波是一种以光速传播的时空波动,是爱因斯坦广义相对论最后被证实的一项重要预言。
- B.引力波是两个黑洞于约13亿年前碰撞、结合所传送出的扰动,并于2015年9月抵达地球。
- C.引力波可能是银河系内也可能是河外星系超大星体的各种运动所产生的,并以波动形式传播。
- D.引力波开始时只是一种理论假设,在2015年9月14日之前都没有直接证据表明它的存在。
题目解答
答案
| 【小题1】B | 【小题2】B | 【小题3】C |
解析
考查要点:本题主要考查学生对文本中“引力波”相关概念、科学发现过程及意义的理解,以及对选项信息与原文对应关系的辨析能力。
解题思路:
- 概念辨析:需准确理解“引力波”的定义、来源、传播特性及验证过程。
- 信息对应:逐项比对选项与原文,注意时间、主体、因果关系等细节差异。
- 逻辑推断:结合文本内容,判断选项是否符合科学推理方向,避免过度解读。
第(1)题
关键点:选项B中“结合所传送出的扰动”与原文因果关系不符。
分析:原文明确指出“两个黑洞碰撞结合”产生扰动,但扰动的直接原因是碰撞而非结合。选项B将因果关系颠倒,属于表述错误。
第(2)题
关键点:选项B正确描述了泰勒和赫尔新的观测结果与理论计算的吻合性。
分析:原文提到“实验得到观察值为(3.2±0.01)×10⁻¹²,与理论计算值在误差范围内正好符合”,这正是引力波存在的定量证据。
第(3)题
关键点:选项C错误推断引力波已直接连接宇宙大爆炸。
分析:原文强调“一旦发现了宇宙大爆炸时期的引力波,就可以揭开宇宙的谜团”,而选项C表述为“可以直接与宇宙大爆炸连接”,混淆了“可能性”与“现实性”。