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是引力波，也是自主招生考点！

来自：查字典高考网 2016-06-15

这个近日刷爆朋友圈、科技圈、高逼格圈的名词，百分之一百会在自主招生考试中被教授问到，下面是真材实料，好好看：

那么，自主招生将要问到的引力波到底是什么意思呢？

下面这个只有3分钟、不是土豪也能看的小视频，是我迄今看过最为简单明了的介绍短片，它能让我们快速搞清楚这爆炸性大资讯究竟说了个啥。

看懂了吗？下面，我们用科学严谨的态度来学习一下。

引力波大百科

什么是引力波

引力波是加速中的质量在时空中所产生的波动，也被比喻为时空的涟漪。阿尔伯特?爱因斯坦在1916年提出广义相对论，认为引力是由于质量所引发的时空扭曲所造成，任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生影响，其作用的形式就是引力波。

引力波

世界科学界公认，引力波探测是难度最大的尖端科技之一，也是一项意义重大的物理学基础研究。作为爱因斯坦广义相对论中最重要但一直未被证实的预言，引力波是物理学王冠上最耀眼的一颗明珠，一旦探测成功，将是人类认知史上具有里程碑意义的科学发现。

在华盛顿举行的资讯发布会上，LIGO宣布了数月间传言不断的关于引力波的大发现，印证了爱因斯坦的预言。

大卫?瑞兹表示，正如望远镜开辟了现代观测天文学，引力波的发现，开辟了观测宇宙一扇新窗。

谁发现了引力波

理论上，引力波在宇宙中无处不在，但非常微弱，只有像超新星爆发、中子星与黑洞等天体相撞，才会产生足够强烈的引力波。探测到引力波，是对广义相对论的实验验证。

根据广义相对论，一对黑洞在相互绕转过程中通过引力波辐射而损失能量，逐渐靠近。这一过程持续数十亿年，在最后几分钟里面快速演化。在最后时刻，两个黑洞以几乎是一半光速的超高速度碰撞在一起，形成一个质量更大的黑洞。

时空的波纹

根据爱因斯坦的E=mc?2;公式，这个过程中一部分的质量转化成了能量，而这些能量在最后时刻以引力波超强爆发的形式辐射出去。

五个月前，LIGO真实地捕捉到了这样的信号。世界协调时间2015年9月14日9:51(北京时间17:51分)，位于美国路易斯安那州列文斯顿和华盛顿州汉福德的两个LIGO探测器探测到了引力波信号。

先进LIGO设施的引力波探测范围示意图

研究者们这次检测到引力波，是由距离地球13亿光年之外的两个黑洞合并产生的。基于观测到的信号估算，两个黑洞的质量大约分别是太阳质量的29和36倍。13亿年前，大约三倍于太阳质量的物质在短短一秒之内被转化成引力波，其功率峰值是整个可见宇宙总功率的50倍，这一引力波首先到达列文斯顿探测器，7毫秒之后到达汉福德探测器,这意味着引力波源位于南半球天区。

引力波研究现状

LIGO天文台由美国国家科学基金资助，由加州理工学院和麻省理工学院构思、建造、运行。而最终证实发现引力波，是多国科学家协作的成果。LIGO科学合作组织包括GEO600组织、澳大利亚干涉引力天文协会等，意大利的Virgo项目也贡献了两台LIGO探测器的数据。最终，发表在物理评论快讯(Physical Review Letters)期刊，共有1004位作者。

示意图：两个黑洞的合并过程及其对背景星光的扭曲形变效果

引力波存在的第一个证据发现于20世纪70年代,美国科学家罗素?赫尔斯（Russell Hulse）和约瑟夫?泰勒（Joseph Taylor）在1974年观测到一个脉冲星与另一个中子星相互绕转组成的双星系统，由于辐射引力波,脉冲星的轨道缓慢地缩小,观测到的轨道变化率与相对论的预言高度一致。这项工作也让两位科学家获得了1993年的诺贝尔物理学奖。

除了LIGO之外，目前国际上的引力波探测计划还包括意法合作的VIRGO，英德合作的GEO600米，日本的TAMA300和LCGT工程。

2000年，欧洲航天局曾宣布，将与美国合作共同实施激光干涉空间天线（LISA）计划，发射3颗卫星，组成一个边长为500万公里的巨大三角形，它们之间以激光束相连，在太空中进行观测。

多年后，美国由于经费问题选择了退出，欧洲也出于节省经费的目的，推出了一个缩小版的ELISA计划，但原定2012年发射的第一颗实验卫星，已经被推迟到了2018年。

国内先行者：中大陈嘉言

陈嘉言，1959年毕业于中山大学物理系，1960年，被任命重组物理系基础实验。1973年陈嘉言从英德干校调回，重新领导重建基础实验室并开始了引力波实验的研究。

1969年，美国马里兰州立大学的J.Weber宣称：他已探测到不排除为引力波的信号！Weber的实验结果引起物理学界极大的注意。

消息在中国也有了回应。1973年，北京中国科学院的王祝翔、秦荣先等人来到广州，商讨北京高能所和中山大学合作引力波符合探测研究。陈嘉言等人决定参加并得到学校的大力支持。

1976年，国家科委和教育部把这项研究定为国家重点研究项目。1979年11月，中国引力与相对论天体物理学会在广州成立，许多老一辈的著名科学家如钱三强、周培源参加了学会，学部委员北京大学胡宁教授为理事长，陈嘉言副教授当选为副理事长。

1980年初，常温共振型引力波探测器完成组装。1981年6月，常温引力波探测系统开始实验性运行，测出和记录了天线的热噪声，得出了理论灵敏度同实测灵敏度一致的结果。1982年1月，陈嘉言副教授应邀到西澳大利亚大学访问并作学术报告，这是中国科学界首次到当地访问。

1982年4月9日，将作为一个沉痛的日子，记载在中大引力物理研究室的历史上。刚从上海为即将召开的国际会议审稿回来的陈嘉言，风尘仆仆，又马不停蹄地投入了工作。中午十二时，同事们下班了，陈嘉言一个人钻进了天线的真空罐中，不幸触电，因公殉职，终年四十六岁。

经过1973-1976年的初期研究，1976-1982年的攻关，中山大学大型常温引力波检测系统基本建成，多项科研成果达到或超过世界水平。得到广大国际同行的认可，中山大学引力物理研究室成为国际引力波研究大家庭中的一员，成员多次应邀出国访问，应邀参加国际会议提供报告和参与组织会议。

引力波考点汇总

【物理】

1、引力波探究的是宇宙中的天体，天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，这与我们必修二中的万有引力关系密切。

2、引力波本质上属于横波，在远源处为平面波，有两个独立的偏振态，携带能量，因此它与我们所学的选修3-4中的机械振动与机械波，电磁振荡与电磁波，以及相对论都是可以联系在一起的！

3、美国加州理工学院，麻省理工学院以及激光干涉引力波天文台（LIGO）的研究人员宣布他们利用LIGO探测器探测到了来自于两个黑洞合并的引力波信号，所以引力波的观测利用到了光的干涉现象，这也是我们高中阶段所学的光学知识！套用老师的话来说，这又是一道送分题。

【地理】

1天体和天体系统1、天体是宇宙间物质的存在形式。天体有两类：自然天体和人造天体。自然天体有：恒星、行星、星云、卫星、彗星、流星体、星际物质。人造天体：太空中运行的人造卫星、宇宙飞船、航天飞机、太空实验室等。流星是天体，但其到达地球后的残余部分陨星已成为地球的一部分，就不能称作天体了。

2、天体系统：总星系（最高级的）：银河系与河外星系。银河系：太阳系和恒星世界。太阳系：太阳、八大行星及其卫星系统、小行星、彗星、流星体、星际物质。八大行星及其卫星系统：地月系、其他行星及卫星。地月系（最低级的）：中心天体是地球、卫星是月球。总星系不是宇宙，是可见宇宙。

3、八大行星的运动物征：共面性、同向性、近圆性。八大行星的结构特征：类地行星：水、金、地、火。（特征是：距日近、表面温度高、质量小、体积小密度大、无光环）巨行星：木、土。特征是：中、中、大、大、小、有光环）远日行星：天王、海王星。（特征是：远、低、中、中、中、有光环）

4、地球的特殊性：有生命。其条件是：外部环境：安全的宇宙环境，稳定的光照。自身条件：适合生物呼吸的大气、适宜的温度、液态水。普通性是：和其天体有着共同的运动特征和结构特征。

5、影响太阳辐射总量和日照时数的因素是：纬度、地势、天气。

6、影响雪线的因素是：最根本的是（温度和降水）①纬度因素：纬度低，雪线高。②季节因素：夏季高，冬季低。③降水因素：降水量大，雪线低，降水量少，雪线高④坡度因素：坡陡雪线高，坡缓雪线低。⑤坡向因素：向阳坡雪线高，背阳坡雪线低。

7、太阳辐射对地球的影响：①对自然界的影响：维持地表温度，是促进地球上水、大气运动、和生物活动的主要动力②对人类的影响：人类生产和生活的重要能源（太阳能、煤炭、石油、天然气、风能、波浪能、水能）

8、太阳辐射的分布：世界：从低纬向高纬递减，南北半球纬度相同的地区太阳辐射量随月份变化的规律相反。中国：30N---40N随纬度增高增加，40N以北由东向西增加，呈东西分布。23N----35N有高值中心（青藏高原）（原因是：①海拨高，空气稀薄，空气中尘埃含量较少，晴天多，日照时间长。②大气对太阳辐射的削弱作用小）和低值中心（四川盆地）（原因是：盆地地形，水汽不易扩散，空气中水汽含量多，阴天、雾天较多，对太阳辐射削弱作用强，从而造成日照时间短，日照强度弱，太阳能资源贫乏。）

9、太阳活动对地球的影响：太阳活动有：黑子光球层，活动周期为11年。耀斑色球层。对地球的影响：①黑子与降水具有相关性（正或负相关）②耀斑使无线电短波通讯中断③太阳大气抛出的高能带电粒子扰乱地球磁场，产生磁暴④带电粒子流与两极高空大气摩擦产生极光现象。

10、地球的外部圈层：大气圈（最厚的圈层）、水圈（连续但不规则）、生物圈（最活跃的圈层）。地球内部圈层：地壳（大陆较厚、洋底较薄、平均为17km）、地幔、地核。界面：莫霍界面、古登堡界面。地震波：横波（传播速度慢，只能通过固体,近地面速度为35之间）纵波。（传播速度快，能通过固、液、气，近地面速度为89之间）岩石圈：包括地壳，上地幔顶部。上地幔顶部软流层是岩浆发源地。

2地震

根据爱因斯坦的广义相对论，引力是指以质量改变空间形态的一种力量，靠近任何拥有较大质量天体附近的空间结构都会变得扭曲，但是这种空间结构的扭曲并不总是发生在大质量天体附近。

另外，爱因斯坦还意识到，这种空间扭曲可以在整个宇宙范围内传播，就像地震波在地壳中传播一样。但与地震波不同的是，引力波在空间是以光速传播的。如果你能够看见朝你迎面而来的引力波，你会看到它周围的空间向上下左右各个方向时而拉伸，时而压缩的景象。

【语文】

（2012年北京卷第4题）

4.在文中横线出填入下列语句，衔接恰当的一项时是（）

如果有黑洞撞向地球，那么__________。当然，你听到的不是声波，而是引力波，因为_______。当黑洞靠近时，引力波会挤压内耳骨，产生类似照相机闪光灯充电是发出的咝咝声。尽管天文学家认为，_________，但正常情况下，__________。

①引力波每时每刻都在影响着我们

②你会听到它悄然逼近的声音

③引力波是听不到

④声波在真空中无法传播

A.②③①④