這個近日刷爆朋友圈、科技圈、高逼格圈的名詞，百分之一百會在自主招生考試中被教授問到（小科可以肯定的是“引力波”在自主招生考試中被考到的概率近乎百分之百，為什么呢？大學(xué)教授對科學(xué)界的事天然敏感，誰讓命題人是不食人間煙火的教授呢），天科學(xué)堂的小科老師實在不想把這么機密的事情一個人藏在心底，以后還有更加勁爆的小道消息獨家發(fā)布，還不快快關(guān)注天科學(xué)堂自主招生（微信ID：zzzs985）。下面是真材實料，好好看：
那么，自主招生將要問到的“引力波”到底是什么意思呢？
下面這個只有3分鐘、不是土豪也能看的小視頻，是我迄今看過最為簡單明了的介紹短片，它能讓我們快速搞清楚這“爆炸性大新聞”究竟說了個啥。
看懂了嗎？下面，我們用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來學(xué)習(xí)一下。
引力波大百科
什么是引力波
引力波是加速中的質(zhì)量在時空中所產(chǎn)生的波動，也被比喻為時空的“漣漪”。阿爾伯特?愛因斯坦在1916年提出廣義相對論，認(rèn)為引力是由于質(zhì)量所引發(fā)的時空扭曲所造成，任何有質(zhì)量的物體加速運動都會對周圍的時空產(chǎn)生影響，其作用的形式就是引力波。
引力波
世界科學(xué)界公認(rèn)，引力波探測是難度最大的尖端科技之一，也是一項意義重大的物理學(xué)基礎(chǔ)研究。作為愛因斯坦廣義相對論中最重要但一直未被證實的預(yù)言，引力波是物理學(xué)王冠上最耀眼的一顆明珠，一旦探測成功，將是人類認(rèn)知史上具有里程碑意義的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
在華盛頓舉行的新聞發(fā)布會上，LIGO宣布了數(shù)月間傳言不斷的關(guān)于引力波的大發(fā)現(xiàn)，印證了愛因斯坦的預(yù)言。
大衛(wèi)?瑞茲表示，正如望遠(yuǎn)鏡開辟了現(xiàn)代觀測天文學(xué)，引力波的發(fā)現(xiàn)，開辟了觀測宇宙一扇新窗。
誰發(fā)現(xiàn)了引力波
理論上，引力波在宇宙中無處不在，但非常微弱，只有像超新星爆發(fā)、中子星與黑洞等天體相撞，才會產(chǎn)生足夠強烈的引力波。探測到引力波，是對廣義相對論的實驗驗證。
根據(jù)廣義相對論，一對黑洞在相互繞轉(zhuǎn)過程中通過引力波輻射而損失能量，逐漸靠近。這一過程持續(xù)數(shù)十億年，在最后幾分鐘里面快速演化。在最后時刻，兩個黑洞以幾乎是一半光速的超高速度碰撞在一起，形成一個質(zhì)量更大的黑洞。
時空的波紋
根據(jù)愛因斯坦的E=mc?2;公式，這個過程中一部分的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成了能量，而這些能量在最后時刻以引力波超強爆發(fā)的形式輻射出去。
五個月前，LIGO真實地捕捉到了這樣的信號。世界協(xié)調(diào)時間2015年9月14日9:51(北京時間17:51分)，位于美國路易斯安那州列文斯頓和華盛頓州漢福德的兩個LIGO探測器探測到了引力波信號。
先進LIGO設(shè)施的引力波探測范圍示意圖
研究者們這次檢測到引力波，是由距離地球13億光年之外的兩個黑洞合并產(chǎn)生的。基于觀測到的信號估算，兩個黑洞的質(zhì)量大約分別是太陽質(zhì)量的29和36倍。13億年前，大約三倍于太陽質(zhì)量的物質(zhì)在短短一秒之內(nèi)被轉(zhuǎn)化成引力波，其功率峰值是整個可見宇宙總功率的50倍，這一引力波首先到達列文斯頓探測器，7毫秒之后到達漢福德探測器,這意味著引力波源位于南半球天區(qū)。
引力波研究現(xiàn)狀
LIGO天文臺由美國國家科學(xué)基金資助，由加州理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院構(gòu)思、建造、運行。而最終證實發(fā)現(xiàn)引力波，是多國科學(xué)家協(xié)作的成果。LIGO科學(xué)合作組織包括GEO600組織、澳大利亞干涉引力天文協(xié)會等，意大利的Virgo項目也貢獻了兩臺LIGO探測器的數(shù)據(jù)。最終，發(fā)表在物理評論快訊(Physical Review Letters)期刊，共有1004位作者。
示意圖：兩個黑洞的合并過程及其對背景星光的扭曲形變效果
引力波存在的第一個證據(jù)發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)70年代,美國科學(xué)家羅素?赫爾斯（Russell Hulse）和約瑟夫?泰勒（Joseph Taylor）在1974年觀測到一個脈沖星與另一個中子星相互繞轉(zhuǎn)組成的雙星系統(tǒng)，由于輻射引力波,脈沖星的軌道緩慢地縮小,觀測到的軌道變化率與相對論的預(yù)言高度一致。這項工作也讓兩位科學(xué)家獲得了1993年的諾貝爾物理學(xué)獎。
除了LIGO之外，目前國際上的引力波探測計劃還包括意法合作的VIRGO，英德合作的GEO600米，日本的TAMA300和LCGT工程。
2000年，歐洲航天局曾宣布，將與美國合作共同實施“激光干涉空間天線（LISA）”計劃，發(fā)射3顆衛(wèi)星，組成一個邊長為500萬公里的巨大三角形，它們之間以激光束相連，在太空中進行觀測。
多年后，美國由于經(jīng)費問題選擇了退出，歐洲也出于節(jié)省經(jīng)費的目的，推出了一個縮小版的ELISA計劃，但原定2012年發(fā)射的第一顆實驗衛(wèi)星，已經(jīng)被推遲到了2018年。
國內(nèi)先行者：中大陳嘉言
陳嘉言，1959年畢業(yè)于中山大學(xué)物理系，1960年，被任命重組物理系基礎(chǔ)實驗。1973年陳嘉言從“英德干?！闭{(diào)回，重新領(lǐng)導(dǎo)重建基礎(chǔ)實驗室并開始了引力波實驗的研究。
1969年，美國馬里蘭州立大學(xué)的J.Weber宣稱：他已探測到不排除為引力波的信號！Weber的實驗結(jié)果引起物理學(xué)界極大的注意。
消息在中國也有了回應(yīng)。1973年，北京中國科學(xué)院的王祝翔、秦榮先等人來到廣州，商討北京高能所和中山大學(xué)合作引力波符合探測研究。陳嘉言等人決定參加并得到學(xué)校的大力支持。
1976年，國家科委和教育部把這項研究定為國家重點研究項目。1979年11月，中國引力與相對論天體物理學(xué)會在廣州成立，許多老一輩的著名科學(xué)家如錢三強、周培源參加了學(xué)會，學(xué)部委員北京大學(xué)胡寧教授為理事長，陳嘉言副教授當(dāng)選為副理事長。
1980年初，常溫共振型引力波探測器完成組裝。1981年6月，常溫引力波探測系統(tǒng)開始實驗性運行，測出和記錄了天線的熱噪聲，得出了理論靈敏度同實測靈敏度一致的結(jié)果。1982年1月，陳嘉言副教授應(yīng)邀到西澳大利亞大學(xué)訪問并作學(xué)術(shù)報告，這是中國科學(xué)界首次到當(dāng)?shù)卦L問。
1982年4月9日，將作為一個沉痛的日子，記載在中大引力物理研究室的歷史上。剛從上海為即將召開的國際會議審稿回來的陳嘉言，風(fēng)塵仆仆，又馬不停蹄地投入了工作。中午十二時，同事們下班了，陳嘉言一個人鉆進了天線的真空罐中，不幸觸電，因公殉職，終年四十六歲。
經(jīng)過1973-1976年的初期研究，1976-1982年的攻關(guān)，中山大學(xué)大型常溫引力波檢測系統(tǒng)基本建成，多項科研成果達到或超過世界水平。得到廣大國際同行的認(rèn)可，中山大學(xué)引力物理研究室成為國際引力波研究大家庭中的一員，成員多次應(yīng)邀出國訪問，應(yīng)邀參加國際會議提供報告和參與組織會議。
引力波考點匯總
【物理】
1、引力波探究的是宇宙中的天體，天文學(xué)家通過觀測雙星軌道參數(shù)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(guān)系密切。
2、引力波本質(zhì)上屬于橫波，在遠(yuǎn)源處為平面波，有兩個獨立的偏振態(tài)，攜帶能量，因此它與我們所學(xué)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(lián)系在一起的！
3、美國加州理工學(xué)院，麻省理工學(xué)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(xiàn)象，這也是我們高中階段所學(xué)的光學(xué)知識！套用老師的話來說，這又是一道“送分題”。
【地理】
1天體和天體系統(tǒng)1、天體是宇宙間物質(zhì)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(wèi)星、彗星、流星體、星際物質(zhì)。人造天體：太空中運行的人造衛(wèi)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(tǒng)：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(wèi)星系統(tǒng)、小行星、彗星、流星體、星際物質(zhì)。八大行星及其衛(wèi)星系統(tǒng)：地月系、其他行星及衛(wèi)星。地月系（最低級的）：中心天體是地球、衛(wèi)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(jié)構(gòu)特征：類地行星：水、金、地、火。（特征是：距日近、表面溫度高、質(zhì)量小、體積小密度大、無光環(huán)）巨行星：木、土。特征是：中、中、大、大、小、有光環(huán)）遠(yuǎn)日行星：天王、海王星。（特征是：遠(yuǎn)、低、中、中、中、有光環(huán)）
4、地球的特殊性：有生命。其條件是：外部環(huán)境：安全的宇宙環(huán)境，穩(wěn)定的光照。自身條件：適合生物呼吸的大氣、適宜的溫度、液態(tài)水。普通性是：和其天體有著共同的運動特征和結(jié)構(gòu)特征。
5、影響太陽輻射總量和日照時數(shù)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(jié)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(chǎn)和生活的重要能源（太陽能、煤炭、石油、天然氣、風(fēng)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(qū)太陽輻射量隨月份變化的規(guī)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?。┖偷椭抵行模ㄋ拇ㄅ璧兀ㄔ蚴牵号璧氐匦?，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?qū)?，活動周期?1年。耀斑——色球?qū)印Φ厍虻挠绊懀孩俸谧优c降水具有相關(guān)性（正或負(fù)相關(guān)）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(chǎn)生磁暴④帶電粒子流與兩極高空大氣摩擦產(chǎn)生極光現(xiàn)象。
10、地球的外部圈層：大氣圈（最厚的圈層）、水圈（連續(xù)但不規(guī)則）、生物圈（最活躍的圈層）。地球內(nèi)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(fā)源地。
2地震
根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，引力是指以質(zhì)量改變空間形態(tài)的一種力量，靠近任何擁有較大質(zhì)量天體附近的空間結(jié)構(gòu)都會變得扭曲，但是這種空間結(jié)構(gòu)的扭曲并不總是發(fā)生在大質(zhì)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(nèi)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。
【語文】
?。?012年北京卷第4題）
4.在文中橫線出填入下列語句，銜接恰當(dāng)?shù)囊豁棔r是（ ）
如果有黑洞撞向地球，那么__________。當(dāng)然，你聽到的不是聲波，而是引力波，因為_______。當(dāng)黑洞靠近時，引力波會“擠壓”內(nèi)耳骨，產(chǎn)生類似照相機閃光燈充電是發(fā)出的咝咝聲。盡管天文學(xué)家認(rèn)為，_________，但正常情況下，__________。
?、僖Σ繒r每刻都在影響著我們
?、谀銜牭剿娜槐平穆曇?/p>
③引力波是聽不到
?、苈暡ㄔ谡婵罩袩o法傳播
A.②③①④
B.②④①③
C.③②①④
D.③①④②
答案：B
【英語】
1、引力波 gravitational wave
2、廣義相對論general relativity
3、狹義相對論special relativity
4、引力規(guī)范理論Gravitational Gauge Theory
5、能量轉(zhuǎn)換energy exchange
6、極化Polarization
7、輻射Radiation
8、激光laser
9、測試儀Metering Instrument
10、時空彎曲curvature in space-time
11、選擇效應(yīng)selective effect
文章來源于天科學(xué)堂自主招生網(wǎng)：http://www.goodedus.com/。天科學(xué)堂原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載需注明出處。
