您當前的位置:樅陽中學 > 信息中心 > 教育科研 > 高考動態 > 正文

重磅:這是引力波,也是高考考點!

[2016-02-14] 

 

美國科學家11日宣布,他們探測到引力波的存在。引力波是愛因斯坦廣義相對論實驗驗證中最后一塊缺失的“拼圖”。


美國科學家宣布探測到引力波存在

 

新華社華盛頓2月11日電美國科學家11日宣布,他們探測到引力波的存在。引力波是愛因斯坦廣義相對論實驗驗證中最后一塊缺失的“拼圖”。

美國加州理工學院、麻省理工學院以及“激光干涉引力波天文臺(LIGO)”的研究人員當天在華盛頓舉行記者會,宣布他們利用LIGO探測器于2015年9月14日探測到來自于兩個黑洞合并的引力波信號。

據他們估計,這兩個黑洞合并前的質量分別相當于36個與29個太陽質量,合并后的總質量是62個太陽質量,其中相當于3個太陽質量的能量在合并過程中以引力波的形式釋放。

LIGO探測器是美國分別在路易斯安那州利文斯頓市與華盛頓州小城漢福德市建造的兩個引力波探測器,不久前完成了改造升級,其探測靈敏度相比2010年提高了約10倍。

兩分鐘小短片感受下《碰撞的黑洞和引力波》:



什么是引力波?時空中的漣漪!


在講引力波之前,我們先說說大家更為熟知的電磁波。

電磁波是在1865年被麥克斯韋所提出的,在22年后被證實存在。我們所看到各種顏色的光,還有看不到的紅外線、紫外線、無線電波等等都屬于電磁波的一種。

 

和電磁波類似,就萬有引力的認識,愛因斯坦這個科學巨人認為牛頓之前的理解太naive。在愛因斯坦的相對論中,認為萬有引力是一種跟電磁波一樣的波動,稱為引力波。

 

牛頓啊,你還是too young too simple,sometimes naive!

如果無法想象理解我們換個說法。
首先大前提,愛因斯坦認為引力是由于時空的扭曲產生的

就像是一個鐵球放在一塊平鋪的毯子上。球放上去,毯子中間會凹陷進去(時空扭曲),鐵球越重(天體質量越大),凹陷就會越厲害(時空扭曲越嚴重)。而如果這個鐵球是運動的,“凹陷”這個狀態便會向周圍傳播開去,就像是平靜的水池里丟進了一顆小石頭。

那么,如果有兩個這樣的鐵球相互“旋轉,跳躍,不停歇”呢?

 

圖片來源:Piled Higher and Deeper (PHD Comics)/youtube.com

就像上圖所示,那種凹陷的狀態會以波的形式向外傳遞開去。


下面這兩個中子星相互吸引旋轉釋放引力波的圖片可能更加直觀一點。

 

圖片來源:Gravitational Waves: The Big Bang's Smoking Gun


但是,愛因斯坦當時這個想法并沒有得到廣泛認可和證實。


引力波是一種時空漣漪,如同石頭被丟進水里產生的波紋一樣。黑洞、中子星等天體在碰撞過程中有可能產生引力波。100年前,愛因斯坦的廣義相對論預言了引力波的存在。廣義相對論的其他預言如光線的彎曲、水星近日點進動以及引力紅移效應都已獲證實,唯有引力波一直徘徊在科學家的“視線”之外。

在物理學上,引力波是愛因斯坦廣義相對論所預言的一種以光速傳播的時空波動,如同石頭丟進水里產生的波紋一樣,引力波被視為宇宙中的“時空漣漪”。通常引力波的產生非常困難,地球圍繞太陽以每秒30千米的速度前進,發出的引力波功率僅為200瓦,還不如家用電飯煲功率大。宇宙中大質量天體的加速、碰撞和合并等事件才可以形成強大的引力波,但能產生這種較強引力波的波源距離地球都十分遙遠,傳播到地球時變得非常微弱。

看下面的視頻有助于你理解。



LIGO是如何工作的?



引力波有什么用?


首先明確一點,它不能吃,嗯。


然后,由于引力波與物質的相互作用非常弱,在傳播途徑中基本不會像電磁波那樣容易發生衰減或散射,這意味著它們可以揭示一些宇宙角落深處的信息,例如宇宙誕生時形成的引力輻射至今仍然在宇宙間幾乎無衰減地傳播,這為直接觀測大爆炸提供了僅有的可能

 

另外,考慮到一般認為宇宙間不發射任何電磁波的暗物質所占比例要遠大于發射電磁波的已知物質,暗物質與外界的唯一相互作用即是引力相互作用,引力波天文學對這些暗物質的觀測具有重要意義。

也就是說,我們可以通過引力波,去窺探宇宙最深處、最原始的奧秘了,甚至是看到宇宙的源頭!


人類是怎么探測到應力波的?


引力波非常難以測量,因為當他們到達地球的時候已經變得非常弱了。有多弱?弱到引力波引起的長度變化是10^-21量級的了。

但是,這沒有難倒智慧勇敢的地球人!
地球人發明了激光干涉測量的方法!

簡單地說通過測量兩條激光束相遇的時候所形成的干涉圖樣的變化來探測引力波。這些圖樣依賴于激光束的傳播距離,當引力波穿過時會引起激光束的傳播距離微小變化,通過干涉圖樣的變化便可以看出來了。(嗯,如果你本科做過物理光學實驗……你懂的)

這種稱之為激光干涉計的探測器的靈敏度,是與激光傳播的距離成比例的。現在世界上有LIGO和GEO 600這兩個工具,用來測量引力波即時空結構中的波動。因為探測器需要尋找的是很微弱的信號,所以需要 LIGO 和 GEO 的尺寸相當大。

而宣布探測到引力波的那個家伙有多大呢?橫豎都是4km,你們感受一下。

 
但是即使是這樣大的尺寸還顯得很拙計,它每年能遇見的引力波事件大概在萬分之一件到一件之間,你看這花了幾十年才探測到一次。

也因此,有科學家腦洞大開說想發射幾顆衛星上天去充當這個激光干涉計探測器……

(想象一下衛星在外太空Biu Biu Biu發射激光……)


首次觀測到引力波的意義


北京時間2月11日晚間消息,LIGO官方剛剛宣布:在愛因斯坦提出引力波概念100周年后,引力波被首次直接觀測到。

來自一個雙黑洞系統產生的引力波信號在公元2015年9月14日國際標準時間9:51(北京時間17:51)由兩座分別設置在華盛頓州和路易斯安那州的LIGO觀測臺探測到。這也是人類首次直接觀測到一個“雙黑洞”系統。

發布會上,LIGO項目執行主管David Reitze說:“今天,我們開啟了引力波天文學的嶄新時代。

從觀測宇宙角度來說,引力波將成為人類探索宇宙更為強大的工具。最初,人類通過眼睛來觀測天相。之后,有了光學望遠鏡,我們能直接看到更遠的星體,看的也更清楚。再后來,我們又有了射電望遠鏡,我們可以通過觀測電磁波來研究我們根本看不見、遠在億萬光年以外的宇宙。現在,我們或將掌握另外一種探索宇宙的全新工具:引力波。通過研究引力波,我們可以研究電磁波無法直接觀測到的黑洞,以及占了宇宙質量95.1%的暗物質和暗能量。引力波天文學將是繼傳統電磁波天文學、宇宙線天文學和中微子天文學之后,人類認識宇宙的全新窗口,必將引發一場天文學的革命。

引力波探測除了能夠檢驗廣義相對論之外,還有助于證明其它版本的引力理論正確與否,還將推動引力量子化的研究,最終把引力融入其它三種基本相互作用,完成愛因斯坦的偉大夢想。

引力波像其它的波一樣,攜帶著能量和信息。電磁波(宇宙背景微波輻射)只能讓我們看到大爆炸38萬年之后的景象,而引力波能夠讓我們回望宇宙大爆炸最初瞬間,檢驗宇宙大爆炸理論的正確與否。

另外,考慮到引力是目前我們所知道的唯一能夠超越不同維度的力,或許,通過研究引力波,我們人類就能夠掌握進入到另外一個時空的科技。時間旅行,或許不是幻想。

英國天文物理學大師霍金表示,他相信這是科學史上重要的一刻。

霍金在接受BBC專訪時表示:“引力波提供看待宇宙的嶄新方式,發現它們的能力,有可能使天文學起革命性的變化。這項發現是首度發現黑洞的二元系統,是首度觀察到黑洞融合。”

“除了檢驗(愛因斯坦的)廣義相對論,我們可以期待透過宇宙史看到黑洞。我們甚至可以看到宇宙大爆炸時期初期宇宙的遺跡、看到其一些最大的能量”,霍金說。


意義重大的引力波


這項發現將是對愛因斯坦廣義相對論的又一次證明,后者在將近100年前便預言了引力波的存在。但引力波被首次直接探測到的意義還遠不僅于此,它還有著更加重大的意義。作為時空本身的震動,引力波常常會被人和聲波進行對比。事實上,引力波望遠鏡能夠讓科學家們在光學望遠鏡“看到”某個現象的同時“聽到”它的“聲音”。

有趣的是,當LIGO項目在上世紀90年代早期尋求美國政府的資金支持時,它在國會面對的最大反對者竟然是天文學家們。美國佛羅里達大學廣義相對論專家,LIGO項目的早期支持者克里福德·威爾(Clifford Will)指出了出現這種情況的原因:“當時普遍的觀點是認為LIGO這個項目與天文學之間似乎關系不大。”而反觀今天的情況,人們對此的觀點已經完全變化了。

歡迎來到引力波天文學的世界!


一、黑洞真的存在嗎?

正如外界所傳言的那樣,此次宣布的消息是有關兩個黑洞合并過程中產生的引力波信號。這樣的事件是宇宙中最高能的事件之一——這一過程中產生的引力波信號強度甚至可以短暫超過整個可觀測宇宙中所有恒星產生的引力波效應之和。與此同時,來自兩個黑洞合并時所產生的引力波也是所有引力波類型中信號最清晰,最便于解譯的類型之一。

當兩個黑洞以螺旋形軌道逐漸相互靠攏時,合并過程便開始了,在此期間會釋放出引力波。這種引力波擁有特征性的信號,科學家可以利用這些特征信號解譯出合并的兩個黑洞各自的質量大小。在那之后,實際上這兩個原先獨立的黑洞就融為一體了。法國巴黎高等學術研究所的引力理論學家迪爾巴特·達摩爾(ThibaultDamour)指出:“這就有點像是你將兩個肥皂泡泡靠得很近,以至于它們最終融合一體了。而在合并的初始階段,較大的那個泡泡會發生扭曲變形。”黑洞合并的情況非常類似,而一旦合并過程完成之后,形成的單一黑洞將恢復為完美的球形。

探測到黑洞合并產生的引力波信號,其中的一項意義可能會出乎一部分人的意料,那就是證實黑洞的存在——至少由愛因斯坦廣義相對論中所預言的那種純粹、空曠的扭曲封閉的時空區域的確是存在的。這一信號的另外一層意義是可以讓科學家們確認黑洞的合并過程的確是與先前的理論預測相吻合的。天文學家們手里已經掌握了許多此類現象存在的證據,但到目前為止它們都來自對圍繞黑洞周圍存在的恒星以及高溫氣體行為的觀測,也就是間接證據,而非來自黑洞本身的直接證據。

美國普林斯頓大學的廣義相對論專家弗蘭斯·普雷特瑞斯(FransPretorius)指出:“整個科學界,包括我本人,都已經對黑洞的話題感到厭倦,我們已經對此習以為常了。然而如果你想要宣布一項激動人心的預言,那么我們就需要看到非常扎實的證據。”


二、引力波是以光速傳播的嗎?

當科學家們將來自LIGO的觀測結果與來自其他類型望遠鏡的觀測數據進行對比時,他們檢查的第一個項目往往就是查看這兩個信號是否是在同一時間抵達的。物理學家們認為引力是由一種被稱作“引力子”的粒子負責傳遞的,它們就像構成光線的光子一樣。而如果這些粒子也像光子那樣不具有質量,那么引力波就將能夠以光速傳播,從而與廣義相對論中關于引力波應當能夠以光速傳播的預言相吻合。

然而另外一種可能性就是引力子可能具有極小的質量,如果情況是那樣,這就意味著引力波的傳播速度可能無法達到光速。如果的確如此,那么LIGO等設施將會發現來自遙遠天文事件中產生的引力波信號抵達地球的時間要比工作在γ射線波段等“傳統”望遠鏡的探測到信號的時間稍晚一些。如果這一情況出現,那就將構成對基礎物理學理論的重大挑戰。


三、時空是由“宇宙弦”組成的嗎?

如果能夠探測到來自所謂“宇宙弦”的引力波信號,那么則會出現更加詭異的情況。所謂“宇宙弦”是一種假想中存在的宇宙時空彎曲中的缺陷,它可能與弦論有關,也可能無關。這種“宇宙弦”無限薄,但長度卻能拉長到宇宙尺度。研究人員認為,這種宇宙弦如果的確存在,可能會產生一些扭結;而如果其中的一根弦斷裂,則會產生一陣引力波漣漪,這樣的信號應該是可以被LIGO這樣的設施監測到的。


四、中子星是完美的球體嗎?

中子星是大質量恒星死亡之后留下的殘骸,它們的密度極高,以至于將組成它們自己的原子中的電子壓入了原子核,并與其中的質子中和形成了中子。科學家們對于中子星環境下的極端物理了解甚少,而引力波將能夠為我們提供這方面的全新信息。舉例來說,中子星的超強引力場理論上會使整個中子星星體成為完美的球體。但一些研究人員卻認為在中子星上可能仍然會存在“山峰”——盡管高度可能只有幾個毫米。但盡管如此不起眼,但嚴格來說,這些小“突起”的存在也的確讓這樣一類直徑一般僅有10公里左右的高密度天體的完美球體外觀被打破了。通常情況下中子星的自轉速度是非常快的,因此任何的微小凸起都將造成時空的扭曲并產生連續的引力波信號,這種引力輻射過程會帶走一部分能量并造成中子星自轉速度的逐漸下降。

相互繞轉的兩顆中子星也會產生連續的引力波信號。和黑洞一樣,這兩顆中子星會最終相互靠近并融合為一體。但這一過程和黑洞合并過程存在本質不同,普雷特瑞斯指出:“你面臨大量不同的可能性,這取決于中子星的質量以及構成中子星的高密度物質能夠施加的壓力大小。”舉例而言,兩顆中子星合并后的結果可能是一個質量更大的中子星,但另外一種可能性是,這兩者合并之后立即在巨大壓力下塌縮,形成一個黑洞。


五、是什么引燃了恒星爆炸?

當一顆大質量恒星耗盡其自身內部燃料時,它將迎來死亡的時刻,在一次巨大的爆發之后形成黑洞或中子星。天體物理學家們認為這一過程正是形成II型超新星爆發的元兇。對于這類超新星爆發過程的模擬研究目前還未能明確給出是什么直接“點燃”了此類劇烈爆發的答案,但對于來自真實超新星爆發過程所產生引力波信號的傾聽和分析將有望幫助我們最終找出這個問題的答案。根據這些引力波信號的波形特征、強度、頻率以及引力波信號與電磁波信號抵達時間之間的相互關系,這些數據將幫助科學家們證實或排除現有的一些理論模型。


六、宇宙膨脹的速度有多快?

宇宙的膨脹意味著那些本身正在遠離我們的遙遠星系,它們的光譜紅移值會大于真實數值,因為它們所發出的光線在抵達我們的路途中會由于空間本身的膨脹而被拉伸。宇宙學家們正是根據對遙遠星系光譜紅移值的觀測,并將這一數值與這些星系的真實距離進行對比,從而反推出宇宙的膨脹速度的。而對于這些遙遠星系的真實距離,則是根據這些星系內部出現的所謂Ia型超新星爆發亮度進行估算的。這種估算方法在天文學距離測量上被廣泛使用,但必須承認這種方法同時也存在著很大的不確定性。

而如果全世界各地的多個引力波探測設施都檢測到來自同一次中子星合并事件的引力波信號,那么將這些來自不同設施的觀測數據結合起來,科學家們將有機會計算出這一信號的絕對強度,而這也將反過來讓我們得以可靠地計算出這一中子星合并事件發生地與地球之間的距離有多遠。同樣的,我們還能夠判斷出信號發來的方向,并據此進一步找到這一合并事件究竟發生在哪一個具體的星系內部。接下來,通過對這一星系紅移值的觀測,并將其與引力波信號得到的真實距離進行對比,我們將能夠有機會在更高的精度上實現對宇宙膨脹速率的估算。



引力波是愛因斯坦廣義相對論實驗驗證中最后一塊缺失的拼圖,專家稱這有助于人類揭開宇宙的各種謎團,甚至了解宇宙的開端和運行機制。這是一個劃時代的發現,對于全人類都有重大意義!

更有不少中國考生調侃這一發現稱:我看見了今年的高考語文題,高考地理題,高考英語題,高考歷史題,高考政治題,高考物理題。。。考查形式很多,以下本車將會列出部分相關的考點,供大家參考。



語文會怎么考引力波?


【2012年北京卷】在文中橫線出填入下列語句,銜接恰當的一項時是(  )
如果有黑洞撞向地球,那么_______。當然,你聽到的不是聲波,而是引力波,因為 _______。當黑洞靠近時,引力波會“擠壓”內耳骨,產生類似照相機閃光燈充電是發出的咝咝聲。盡管天文學家認為,_____,但正常情況下,_____。
①引力波每時每刻都在影響著我們
②你會聽到它悄然逼近的聲音
③引力波是聽不到
④聲波在真空中無法傳播
A.②③①④  B.②④①③  
C.③②①④  D.③①④②


答案解析:根據前后文,特別是”正常情況下“這個詞,可以確定末項只能為③!答案唯一!為B!另外,看第二空也可以一步搞定!
【傳統方法】此題先看選項,第一空只有②③兩種可能,比較之下,必然選②,排除C、D。再看第二空,只有③④兩種可能,但如果填入③,則這一句內部已經前后矛盾,因此只能填④,由此即可得到正確答案。


政治會怎么考引力波?


相關知識點(以課本為準):

一、美好生活的向導
考點1、生活處處有哲學。
哲學來源于生活,又高于生活。哲學的智慧產生于人類的實踐活動。哲學來源于人們對實踐的追問和對世界的思考。
哲學反作用于生活,哲學總是自覺或者不自覺地影響著人們的學習、工作和生活。只有真正的哲學才能指導人們正確地認識和改造世界,才是指導人們生活得更好的藝術。
考點2、什么是哲學?
哲學是系統化、理論化的世界;哲學又是關于方法論的學問。一句話,哲學是世界觀和方法論的統一。
考點3、世界觀和方法論的關系。
(1)哲學與世界觀的關系
世界觀是指人們對整個世界以及人與世界關系的總的看法和根本觀點。世界觀人人都有,但一般人的世界觀往往是自發的、零散的。
哲學是指哲學家依據一定的自然知識、社會知識和思維知識,把人們自發的、零散的世界觀加以理論化、系統化而形成的思想體系。
哲學是關于世界觀的學問,是系統化、理論化的世界觀。
(2)哲學世界觀與方法論的關系
世界觀是指人們對整個世界以及人與世界關系的總的看法和根本觀點。
方法論是指人們認識世界和改造世界的根本原則和根本方法。
世界觀決定方法論,方法論體現世界觀,哲學是世界觀和方法論的統一。
考點4、哲學與具體科學的關系。
具體科學是哲學的基礎,具體科學的進步推動著哲學的發展。
哲學為具體科學提供世界觀和方法論的指導,科學研究應該以科學的世界觀和方法論為指導。


二、探究世界的本質(唯物論部分)
考點1、世界的物質性原理。
自然界是物質的;人類社會是物質的。意識是物質的派生。因此,世界是物質的世界,世界的真正統一性在于它的物質性。
方法論:想問題、辦事情,要堅持一切從實際出發,使主觀認識和客觀實際相符合。
考點2、什么是物質?
辯證唯物主義物質概念認為物質是不依賴于人的意識,并能為人的意識所反映的客觀實在。辯證唯物主義物質概念概括了宇宙間一切客觀存在著的事物和現象的共同本質,而不是指某一種物質的具體形態。
物質世界的唯一特性是客觀實在性。物質世界的根本屬性是運動。
考點3、物質和運動的關系。
運動是指宇宙間一切事物、現象的變化和過程。
【原理內容】運動是物質的根本屬性和存在方式,物質是運動的承擔者。
【方法論】這一原理要求我們反對離開運動談物質的形而上學。反對離開物質談運動的唯心主義。
考點4、運動和靜止的關系。
(1)區別:運動,是指宇宙間一切事物、現象的變化和過程。是絕對的、無條件的、永恒的。靜止,是運動的一種特殊形式。是相對的、有條件的、暫時的。
(2)聯系:動中有靜,靜中有動。世界是絕對運動和相對靜止的統一。
(3)只承認靜止而否認運動,是形而上學的不變論;只承認運動而否認靜止,則導致相對主義和詭辯論。
考點5、規律的客觀性和普遍性原理。
規律的含義:事物運動過程中固有的本質的、必然的、穩定的聯系。
規律的客觀性:規律是不以人的意志為轉移的,它不能被創造、也不能被消滅。
規律的普遍性:自然界、人類社會、人的思維,其運動變化和發展都是有規律的。
方法論:必須遵循規律,按客觀規律辦事,而不能違背規律。否則,就會受到規律的懲罰。
考點6、規律是可以認識和利用的。
人們可以認識和把握規律;并根據規律發生作用的條件和形式,利用規律,改造客觀世界,造福人類。


三、求索真理的歷程(認識論部分)
考點1、實踐的含義與特點。
實踐是指人們改造客觀世界的一切物質性活動。實踐是主觀見之于客觀的活動。
實踐具有客觀物質性。(即實踐的構成要素,實踐活動的過程及其結果都具有客觀性。)
實踐具有主觀能動性。(即實踐是在意識指導下人的有目的的活動。)
實踐具有社會歷史性。(即實踐是處于一定社會關系中的人的活動。歷史上每個階段實踐的內容、規模、水平都受到一定歷史條件的制約。)
考點2、實踐是認識的基礎(實踐決定認識)。
【原理內容】實踐是認識的來源。實踐是認識發展的動力。實踐是檢驗認識的真理性的唯一標準。實踐是認識的目的和歸宿。
【方法論】這一原理要求我們在實踐中認識和發現真理,在實踐中檢驗和發展真理。
考點3、真理的客觀性(真理面前人人平等)。
(1)真理的含義:真理是標志主觀同客觀相符合的哲學范疇,是人們對客觀事物及其規律的正確反映。
(2)人們對同一確定的對象,會產生多種不同的認識,但是,其中只能有一種正確的認識,即只能有一個真理。真理與謬誤的界線不容混淆。真理面前人人平等。
考點4、真理是具體的有條件的。
(1)真理是有條件的:任何真理都有自己適用的條件和范圍。如果超出了這個條件和范圍,真理就會變成謬誤。
(2)真理是具體的:任何真理都是相對于特定的過程來說的,都是主觀與客觀、理論與實踐的具體的、歷史的統一。
(3)真理和謬誤往往相伴而行。犯錯誤并不可怕,可怕的是不能正確對待錯誤。
考點5、認識具有反復性和無限性。
(1)認識的反復性:人們對一個事物的正確認識往往要經過從實踐到認識、在從認識到實踐的多次反復才能完成。
(2)認識的無限性:人類認識是無限發展的。追求真理是一個永無止境的過程。
(3)從實踐到認識、從認識到實踐的循環,是一種波浪式的前進或螺旋式的上升。
(4)方法論:與時俱進,開拓創新,在實踐中認識和發現真理,在實踐中檢驗和發展真理,是我們不懈的追求和永恒的使命。


四、創新意識與社會進步(唯物辯證法的辯證否定觀部分)
考點1、辯證否定觀與創新意識。
(1)什么是辯證的否定?
辯證的否定,是事物自身的否定。是事物發展的環節。是事物聯系的環節。辯證否定的實質,是“揚棄”。
(2)辯證否定觀的要求(方法論):
必須樹立創新意識。做到不惟書、不惟上,只惟實。
要有革命批判的精神。(既不能肯定一切,也不能否定一切。)
考點2、革命批判精神和創新意識,是密切相連的。
(1)要創新,就必須有革命精神和批判性思維。
(2)革命精神和批判性思維,必然要求我們樹立創新意識。
(3)辯證法的本質,是批判的、革命的、創新的。
考點3、創新是民族進步的靈魂。
(1)創新推動生產力的發展。(2)創新推動生產關系和社會制度的變革。(3)創新推動人類思維方式和文化的發展。(4)結論:創新是一個民族進步的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力,也是一個政黨永葆生機的源泉。
第四單元 認識社會與價值選擇(歷史唯物主義、價值觀、人生觀部分)


相關問題:

  • 人們對于引力波的認識體現了什么哲學道理?

  • 用經濟生活有關知識,分析引力波的發現對國際社會的影響。


物理會怎么考引力波?


1,引力波探究的是宇宙中的天體,天文學家通過觀測雙星軌道參數的變化來間接驗證引力波的存在,這與我們必修二中的萬有引力關系密切,而且在2016年天津市高考物理考綱當中更是明確有規定有經典時空論以及相對論時空論哦!

 

2,引力波本質上屬于橫波,在遠源處為平面波,有兩個獨立的偏振態,攜帶能量,因此它與我們所學的選修3-4中的機械振動與機械波,電磁振蕩與電磁波,以及相對論都是可以聯系在一起的!


3,美國加州理工學院,麻省理工學院以及“激光干涉引力波天文臺(LIGO)”的研究人員宣布他們利用LIGO探測器探測到了來自于兩個黑洞合并的引力波信號,所以引力波的觀測利用到了光的干涉現象,這也是我們高中階段所學的光學知識!套用網友的話來說,這又是一道“送分題”。

 



地理會怎么考引力波?


一、天體和天體系統


1、天體是宇宙間物質的存在形式。天體有兩類:自然天體和人造天體。自然天體有:恒星、行星、星云、衛星、彗星、流星體、星際物質。人造天體:太空中運行的人造衛星、宇宙飛船、航天飛機、太空實驗室等。流星是天體,但其到達地球后的殘余部分——隕星已成為地球的一部分,就不能稱作天體了。
2、天體系統:總星系(最高級的):銀河系與河外星系。銀河系:太陽系和恒星世界。太陽系:太陽、八大行星及其衛星系統、小行星、彗星、流星體、星際物質。八大行星及其衛星系統:地月系、其他行星及衛星。地月系(最低級的):中心天體是地球、衛星是月球。總星系不是宇宙,是可見宇宙。
3、八大行星的運動物征:共面性、同向性、近圓性。八大行星的結構特征:類地行星:水、金、地、火。(特征是:距日近、表面溫度高、質量小、體積小密度大、無光環)巨行星:木、土。特征是:中、中、大、大、小、有光環)遠日行星:天王、海王星。(特征是:遠、低、中、中、中、有光環)

4、地球的特殊性:有生命。其條件是:外部環境:安全的宇宙環境,穩定的光照。自身條件:適合生物呼吸的大氣、適宜的溫度、液態水。普通性是:和其天體有著共同的運動特征和結構特征。
5、影響太陽輻射總量和日照時數的因素是:緯度、地勢、天氣。
6、影響雪線的因素是:最根本的是(溫度和降水)①緯度因素:緯度低,雪線高。②季節因素:夏季高,冬季低。③降水因素:降水量大,雪線低,降水量少,雪線高④坡度因素:坡陡雪線高,坡緩雪線低。⑤坡向因素:向陽坡雪線高,背陽坡雪線低。
7、太陽輻射對地球的影響:①對自然界的影響:維持地表溫度,是促進地球上水、大氣運動、和生物活動的主要動力②對人類的影響:人類生產和生活的重要能源(太陽能、煤炭、石油、天然氣、風能、波浪能、水能)
8、太陽輻射的分布:世界:從低緯向高緯遞減,南北半球緯度相同的地區太陽輻射量隨月份變化的規律相反。中國:30°N---40°N隨緯度增高增加,40°N以北由東向西增加,呈東西分布。23°N----35°N有高值中心(青藏高原)(原因是:①海撥高,空氣稀薄,空氣中塵埃含量較少,晴天多,日照時間長。②大氣對太陽輻射的削弱作用小)和低值中心(四川盆地)(原因是:盆地地形,水汽不易擴散,空氣中水汽含量多,陰天、霧天較多,對太陽輻射削弱作用強,從而造成日照時間短,日照強度弱,太陽能資源貧乏。)
9、太陽活動對地球的影響:太陽活動有:黑子——光球層,活動周期為11年。耀斑——色球層。對地球的影響:①黑子與降水具有相關性(正或負相關)②耀斑使無線電短波通訊中斷③太陽大氣拋出的高能帶電粒子擾亂地球磁場,產生磁暴④帶電粒子流與兩極高空大氣摩擦產生極光現象。
10、地球的外部圈層:大氣圈(最厚的圈層)、水圈(連續但不規則)、生物圈(最活躍的圈層)。地球內部圈層:地殼(大陸較厚、洋底較薄、平均為17km)、地幔、地核。界面:莫霍界面、古登堡界面。地震波:橫波(傳播速度慢,只能通過固體,近地面速度為3—5之間)縱波。(傳播速度快,能通過固、液、氣,近地面速度為8—9之間)巖石圈:包括地殼,上地幔頂部。上地幔頂部軟流層是巖漿發源地。


二、地震


根據愛因斯坦的廣義相對論,引力是指以質量改變空間形態的一種力量,靠近任何擁有較大質量天體附近的空間結構都會變得扭曲,但是這種空間結構的扭曲并不總是發生在大質量天體附近。另外,愛因斯坦還意識到,這種空間扭曲可以在整個宇宙范圍內傳播,就像地震波在地殼中傳播一樣。但與地震波不同的是,引力波在空間是以光速傳播的。如果你能夠看見朝你迎面而來的引力波,你會看到它周圍的空間向上下左右各個方向時而拉伸,時而壓縮的景象。


地震:地震是危害和影響最大的地質災害。

⑴發生:指巖石圈在內力作用下突然發生破裂,地球內能以地震波形式強烈釋放出來,引起一定范圍內地面震動的現象。大部分地震發生與地質構造有關,稱為構造地震。斷層中地震最容易發生。

⑵分布: ①環太平洋地震帶;②地中海一喜馬拉雅地震帶。

⑶地震要素: 震源、震中(震源相對應的地面上的點);震中距和等震線;縱波(速度快、先到)和橫波(速度慢、后到)。             

⑷地震大小:用里氏震級表示。能量越大震級越高。震級每增加一級,能量約增加30倍。一次地震有1個震級,多個烈度。⑸地震分類:3級以下—微震;5級以上—破壞性地震;6級以上—強烈地震;7級以上—大地震。

⑹中國的地震:地震災害嚴重,大部分省區發生過6級以上地震,唐山地震是20世紀全球破壞性最大的一次地震災害。主要地震帶有:①東南部的臺灣和福建沿海;②華北太行山沿線和京津唐地區;③西南青藏高原和四川、云南西部;④西北的新疆、甘肅和寧夏。



英語會怎么考引力波?


英語可能會在閱讀理解中出關于引力波的題目。相關詞匯一定要搞清楚。


引力波 gravitational wave


1、由“廣義相對論”所預言的“引力子”和“引力波”不存在。
According to the “ general relativity ” predict “ graviton ” and “ gravitational waves ” does not exist.

2、因此,高斯束諧振系統對高頻遺跡引力波的頻率和傳播方向具有良好的選擇效應。
Therefore, GBRS have a useful selective effect with respect to the frequency and propagation direction of relic HFGWs.

3、引力規范理論中的一類引力波方程
A Class of Gravitational Waves Equation in Gravitational Gauge Theory

4、對物質體系在發射和接收引力波時的能量轉換作了新解釋.
A new interpretation for the energy exchanges of the matter system is given when there exists the gravitational wave.

5、諧和條件下的對角度規引力波方程
Gravitational Wave Equations under Diagonal Metric and Harmonic Coordinate Conditions

6、楊振寧場引力波的極化
Polarization of the gravitational waves of yang's gravitational field

7、宇宙常數Λ≠0的平面引力波
The Plane Gravitational Waves with the Cosmological Constant Λ≠ 0

8、一種標&張量引力理論的引力波輻射
Radiation of gravitational waves in a scalar-tensor theory of gravitation

9、De Sitter彎曲時空中遺跡引力波及其能量動量贗張量的表述和正定性問題
Relic Gravitational Wave and Positive Definite and Expression of Their Energy-Momentum Pseudo-Tensor in De sitter Background Spacetime of the Curve

10、在室內模型激光干涉引力波探測器的基礎上,幾個野外大型激光干涉引力波探測器正在緊張地建設中。
Several large laser interferometer gravitational wave detectors are underway.

11、引力波天線Q值測試儀
Metering Instrument of Quality Factor Q of Gravitational Waves Antenna

12、如果蹋縮過程不是沿著完美的球形,超新星將在瞬間發出強烈的引力波。
If the collapse if not perfectly spherical, the supernova will give off an intense burst of gravitational waves.

13、靜磁場中雙極化態弱平面引力波對高斯束的擾動能量
Perturbation to the energy of Gaussian beam by a doubly polarized weak gravitational plane wave in a static magnetic field

14、引力場的能量動量贗張量與Peres引力波
THE ENERGY-MOMENTUM PSEUDOTENSOR OF THE GRAVITATIONAL FIELD AND PERES'GRAVITATIONAL WAVES

15、雙星和四極振子的引力波
Gravitational waves of the binary stars and the quadrupole oscillator

16、小型引力波天線隔振裝置研究
Studies of the Vibration Isolation Apparatus for Gravitational Waves Antenna

17、但是,它們發出的引力波很難以探測。
However, these waves can be hard to detect.

18、因為引力波會改變這個干涉圖樣,研究者們將通過檢測圖樣的變化以搜尋引力波。
Gravitational waves change the interference pattern, so researchers look for them examining changes in the pattern over time.

19、引力波、引力波源和引力波探測實驗
Gravitational Wave, Celestial Sources and Gravitational-Wave Detection Experiments

20、引力波理論和實驗的新進展
The new Development of Gravitational Waves Theory and Detection

21、這就是這什么能同時利用引力波和光波來研究宇宙會讓科學家們如此激動的原因。
This is why scientists are so excited about being able to study the universe with gravitational waves and light waves.

22、脈沖星能夠通過多種機制發射引力波,而且正好是在地基探測器的比較靈敏的頻率范圍內。
Pulsars can emit gravitational waves by a variety of mechanisms in the sensitive frequency range of ground-based detectors.

23、將地球作接收引力波的天線物質,地球就成為了工作在低頻段的引力波探測器。
Taken the Earth as material of antenna for receiving gravitational wave, the Earth behaves as a low-frequency gravitational detector.

24、使時空彎曲的波紋被稱為引力波,引力波能使任何穿過它的物體暫時扭曲變形。
These waves of curvature in space-time are known as gravitational waves and will temporarily distort any object they pass through.

25、引力波是廣義相對論的重要推論之一,迄今為止尚未被直接探測到。
Gravitational-wave is one of the important deduction of the general relativity. Gravitational-wave has never been observed directly.


更多物理相關詞匯:

安培 ampere        
安培計 ammeter
變壓器 transformer
冰點 freezing/ice point
波長 wave length
不透明 opaque
導體 conductor
導線 conducting wire
地球儀 terrestrial globe
電學 electricity
電荷 electric charge
電流 electric current
電源 electric/power source
電壓 voltage
電路electric circuit
電子electron
短路 short circuit
斷路 open circuit
砝碼 weight
反射 reflection
反作用 reaction
放電 discharge
伏特計 voltmeter
γ射線 gamma ray
杠桿作用 lever effect
公理 axiom
功 work
慣性 inertia
光學 photology
激光物理學 laser physics
繼電器 relay
焦耳 joule
拉力 tractive force
棱鏡 prism
力學 mechanics
落體 falling body
密度 density
凝固 solidification
濃縮 concentration
頻率 frequency
屏蔽 shielding
千瓦小時 kilowatt-hour(kw-hr)
熱能 thermal energy
熱膨脹 thermal expansion
容積 volume
容量 capacity
速度 velocity
彈力 elastic force
彈簧 spring
體積 volume
天平 balance
U型磁鐵 horseshoe magnet
瓦 watt
萬有引力 universal gravitation
望遠鏡 telescope
溫度計 thermometer
物態state of matter
X射線 X ray
吸引力 attraction
顯微鏡 microscope
斜面 inclined plane
斜塔 leaning tower
性質 property
異性極 unlike poles
硬度 hardness
圓錐體 cone
運動 motion
張力 tension force
真空 vacuum
振動 vibration
指南針 compass
質量 mass
周期 cycle
重力 gravity
重量 weight
重心 centre of gravity

absolute stability 絕對穩定性
absorbing dust mass 致吸塵物質
absorption trough 吸收槽
abundance standard 豐度標準星
accreting binary 吸積雙星
accretion column 吸積柱
accretion flow 吸積流
accretion mound 吸積堆
accretion ring 吸積環
accretion stream 吸積流
acoustic mode 聲模
active binary 活動雙星
active chromosphere binary 活動色球雙星
active chromosphere star 活動色球星
active optics 主動光學
actuator 促動器
Adams ring 亞當斯環
adaptive optics 自適應光學
additional perturbation 附加攝動
AGB,asymptotic giant branch 漸近巨星支
Alexis,Array of Low-Energy X-ray 〈阿列克希斯〉低能 X 射線
Imaging Sensors 成象飛行器
AM Herculis star 武仙 AM 型星
amplitude spectrum 變幅譜
angular elongation 距角
anonymous galaxy 未名星系
anonymous object 未名天體
anti-jovian point 對木點
annular-total eclipse 全環食
aperture photometry 孔徑測光
APM,Automated Photographic Measuring 〈APM〉底片自動測量儀
system
apoapse 遠質心點
apoapse distance 遠質心距
apogalacticon 遠銀心點
apomartian 遠火點
apparent association 表觀成協
apparent luminosity function 視光度函數
apparent superluminal motion 視超光速運動
apsidal advance 拱線進動
apsidal precession 拱線進動
Arcturus group 大角星群
area image sensor 面成象敏感器
area photometry 面源測光
area spectroscopy 面源分光
argument of pericentre 近心點幅角
ASCA,Advanced Satellite for Cosmology 〈ASCA〉宇宙學和天體物理學
and Astrophysics 高新衛星
asteroidal dynamics 小行星動力學
asteroidal resonance 小行星共振
asteroid family 小行星族
asteroid-like object 類小行星天體
asteroseismology 星震學
astration 物質改造
astroparticle physics 天文粒子物理學
astrostatistics 天文統計學
asymptotic branch 漸近支
asymptotic branch giant 漸近支巨星
atmospheric parameter 大氣參數
ATNT,Australia Telescope National 澳大利亞國立望遠鏡
Facility
ATT,Advanced Technology Telescope 〈ATT〉高新技術望遠鏡
automated measuring machine 天文底片自動測量儀
automatic photooelectric telescope 自動光電測光望遠鏡
( APT )
AXAF,Advanced X-ray Astrophysical 高新X射線天體物理臺
Facility
Baade's window 巴德窗
Baade—Wesselink analysis 巴德—韋塞林克分析
Baade—Wesselink mass 巴德—韋塞林克質量
Baade—Wesselink method 巴德—韋塞林克方法
Baade—Wesselink radius 巴德—韋塞林克半徑
background galaxy 背景星系
Barnard's galaxy ( NGC 6822 ) 巴納德星系
barycentric dynamical time ( TDB ) 質心力學時

來源:高考直通車

 

乐天堂官网 <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>