《让物理学界沸腾的引力波》阅读附答案

转载 网络  2020-07-05 16:29:48  阅读 442 次 评论 0 条

让物理学界沸腾的引力波

霍光

①2016年2月12日,全世界的物理学界都沸腾了——百年前已经被预言的引力波,终于被探测到了。

②普通大众却很少有人知道,“引力波”到底是什么为什么探测到它需要百年努力它又能给世界带来什么

③爱因斯坦在广义相对论中,将引力解释为时空的弯曲。它的意思是,我们平时感知的空间貌似是平直的,但真实的情况中,却是像在哈哈镜里一样,是弯曲的。这种弯曲是物质造成的,质量越大,造成的弯曲就越大。我们可以把宇宙想象成一个蹦床,如果没有任何干扰,它是平坦的。但当有质量的物体出现时,比如一个鸡蛋,来游乐场的小孩子,或者是地球这样的庞然大物,它就会变得弯曲。这种弯曲,由于我们跟着蹦床一起弯曲了或弯曲太微小,我们完全感觉不到。但如果这个大质量物体发生变化——鸡蛋被吃了,小孩子蹦走了,或者地球爆炸了——蹦床就会开始震动,这种震动就是引力波。当然,跟着一起震动的我们也感觉不到它在震动。

④但物理学家可不这么想,他们急需感觉到震动,来证明自己确实读懂了宇宙。于是,他们发明了世界上最大和最贵的——圆规,或许很像,但他们把它叫做迈克耳逊干涉仪,或是LIGO。LIGO的“两条腿”每条都有4000米长。它的原理是什么假设我们有两个短跑运动员,他们在任何情况下跑步速度都一样,那么,如果跑道因为引力波扰动,长度发生了变化——就像蹦床表面会因受力,在一个方向上拉伸一样,他们从LIGO的两条腿上跑回来的时间就会发生些微的差异。我们就知道,空间确实在震动。

⑤然而,这并不是那么简单的。第一,震动太小了,也许4000米只会发生0.000000000000000001米(我帮你数好了,这里应该有17个0)的变化。第二,我们不能让诸如跺脚、打喷嚏或是地震影响我们的观测,所以要用各种设备让两条腿稳定。同时,我们还要在很远的地方再建一个,如果两个都震动了,我们就知道这不是科研人员绝望情况下掀桌子引起的。

⑥这个美国国家科学基金会(NSF)资助的项目前前后后已经花去了数十亿美元。对于大众来说,或许会怀疑花费这么多美元去探索引力波有何意义。听到这个消息,爱因斯坦当然会高兴,因为这证明了他不像普通人类的脑袋瓜又对了。不过,其他物理学家呢对他们来说,这轻轻的一震,比《美人鱼》、《星球大战》乃至人类史上所有的电影加起来都好看,因为它蕴含的剧情,是宇宙诞生的画面。我们从小都被告知一个最著名的猜想——宇宙是在一场爆炸中诞生的。这意味着,在时空的开始时,这个大蹦床有一次最剧烈的震动。引力波就能让我们还原这个震动——它是否存在,有多大规模等等。据科学家说,这次的引力波就是在距离我们超级远的地方,由我们看不到的超级大的黑洞的变化引起的。

(《读者》201606,原文有删改)

16.结合全文,简要概括本文的主要内容。(2分)

17.第②段能否删掉?为什么?请结合全文从内容和结构加以分析。(4分)

18.本文是科普作品,语言风格幽默风趣,又不失科学准确。作者为了将高冷艰深的“引力波”知识普及,语言力求或通俗易懂或具体准确;请任选一个方面,举例分析其作用。(4分)

参考答案:

16.本文主要介绍了引力波的概念,探测的工具与原理,探测的意义。(2分)(只要答对两点即可满分)

17.不能删掉。第②自然段运用了三个设问, 引导读者思考并引出本文主要说明的内容,层层深入,逻辑严密。结构上,总领了全文,结构严谨。(4分)

18.举例(1分),说明方法:通俗易懂(打比方,作诠释等)或具体准确(列数字,举例子等)(1分),作用(2分)。

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