讓物理學(xué)界沸騰的引力波說明文閱讀原文附答案

時(shí)間：2017-07-26 17:34:22 芷瓊1026由分享

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　　《讓物理學(xué)界沸騰的引力波》說明文閱讀原文

　?、?016年2月12日，全世界的物理學(xué)界都沸騰了——百年前已經(jīng)被預(yù)言的引力波，終于被探測(cè)到了。

　?、谄胀ù蟊妳s很少有人知道，“引力波”到底是什么為什么探測(cè)到它需要百年努力它又能給世界帶來什么

　?、蹛垡蛩固乖趶V義相對(duì)論中，將引力解釋為時(shí)空的彎曲。它的意思是，我們平時(shí)感知的空間貌似是平直的，但真實(shí)的情況中，卻是像在哈哈鏡里一樣，是彎曲的。這種彎曲是物質(zhì)造成的，質(zhì)量越大，造成的彎曲就越大。我們可以把宇宙想象成一個(gè)蹦床，如果沒有任何干擾，它是平坦的。但當(dāng)有質(zhì)量的物體出現(xiàn)時(shí)，比如一個(gè)雞蛋，來游樂場(chǎng)的小孩子，或者是地球這樣的龐然大物，它就會(huì)變得彎曲。這種彎曲，由于我們跟著蹦床一起彎曲了或彎曲太微小，我們完全感覺不到。但如果這個(gè)大質(zhì)量物體發(fā)生變化——雞蛋被吃了，小孩子蹦走了，或者地球爆炸了——蹦床就會(huì)開始震動(dòng)，這種震動(dòng)就是引力波。當(dāng)然，跟著一起震動(dòng)的我們也感覺不到它在震動(dòng)。

　?、艿锢韺W(xué)家可不這么想，他們急需感覺到震動(dòng)，來證明自己確實(shí)讀懂了宇宙。于是，他們發(fā)明了世界上最大和最貴的——圓規(guī),或許很像，但他們把它叫做邁克耳遜干涉儀，或是LIGO。LIGO的“兩條腿”每條都有4000米長(zhǎng)。它的原理是什么假設(shè)我們有兩個(gè)短跑運(yùn)動(dòng)員，他們?cè)谌魏吻闆r下跑步速度都一樣，那么，如果跑道因?yàn)橐Σ〝_動(dòng)，長(zhǎng)度發(fā)生了變化——就像蹦床表面會(huì)因受力，在一個(gè)方向上拉伸一樣，他們從LIGO的兩條腿上跑回來的時(shí)間就會(huì)發(fā)生些微的差異。我們就知道，空間確實(shí)在震動(dòng)。

　　⑤然而，這并不是那么簡(jiǎn)單的。第一，震動(dòng)太小了，也許4000米只會(huì)發(fā)生0.000000000000000001米(我?guī)湍銛?shù)好了，這里應(yīng)該有17個(gè)0)的變化。第二，我們不能讓諸如跺腳、打噴嚏或是地震影響我們的觀測(cè)，所以要用各種設(shè)備讓兩條腿穩(wěn)定。同時(shí)，我們還要在很遠(yuǎn)的地方再建一個(gè)，如果兩個(gè)都震動(dòng)了，我們就知道這不是科研人員絕望情況下掀桌子引起的。

　?、捱@個(gè)美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)資助的項(xiàng)目前前后后已經(jīng)花去了數(shù)十億美元。對(duì)于大眾來說，或許會(huì)懷疑花費(fèi)這么多美元去探索引力波有何意義。聽到這個(gè)消息，愛因斯坦當(dāng)然會(huì)高興，因?yàn)檫@證明了他不像普通人類的腦袋瓜又對(duì)了。不過，其他物理學(xué)家呢對(duì)他們來說，這輕輕的一震，比《美人魚》、《星球大戰(zhàn)》乃至人類史上所有的電影加起來都好看，因?yàn)樗N(yùn)含的劇情，是宇宙誕生的畫面。我們從小都被告知一個(gè)最著名的猜想——宇宙是在一場(chǎng)爆炸中誕生的。這意味著，在時(shí)空的開始時(shí)，這個(gè)大蹦床有一次最劇烈的震動(dòng)。引力波就能讓我們還原這個(gè)震動(dòng)——它是否存在，有多大規(guī)模等等。據(jù)科學(xué)家說，這次的引力波就是在距離我們超級(jí)遠(yuǎn)的地方，由我們看不到的超級(jí)大的黑洞的變化引起的。

　　(《讀者》201606，原文有刪改)