Question

19．发现引力波．
2016年2月11日北京时间23点30分．美国向全世界宣布，美国科学家直接探测到引力波，它是由距地球约13亿光年的两个质量约为太阳质量30倍的黑洞，碰撞合并时所发出的．科学家探测到引力波的消息，立即引起科学界的关注．请你搜集资料，回答以下问题：
（1）爱因斯坦在其广义相对论中如何预言引力波的？（只要大致相同，不要引用原文）
（2）发现引力波真实存在有何意义？

Answer 1

分析 在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量．在1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在．引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果，因为它引入了引入了相互作用的传播速度有限的概念．相比之下，引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中，因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的．

解答 解：（1）根据引力波的预言，如果大质量天体发生碰撞、超新星爆发等极端宇宙事件会产生强大的引力波，这是爱因斯坦广义相对论中一个重要预言．
形象一点来说，引力波可以被看做是一种时空涟漪，会像波一样传递开来．
（2）数十年来，科学家们一直在寻找引力波，但都没有发现；引力波的发现，是对广义相对论的直接验证，也为我们打开了认识宇宙的全新窗口．如果这次发现属实，将是一次里程碑式的科学发现，其结果或将直接问鼎诺奖．
答：（1）爱因斯坦在其广义相对论中如何预言引力波为：如果大质量天体发生碰撞、超新星爆发等极端宇宙事件会产生强大的引力波；
（2）引力波的发现，是对广义相对论的直接验证，也为我们打开了认识宇宙的全新窗口．如果这次发现属实，将是一次里程碑式的科学发现，其结果或将直接问鼎诺奖．

点评 该题考查对引力波的理解，该知识点比较特殊，属于了解即可的知识点，在高考的内容中不会考到，向该题的情况一般在奥赛的预赛题目中．