《發(fā)現(xiàn)引力波整個(gè)宇宙都在顫動(dòng)》閱讀題及答案
試題內(nèi)容：
一、現(xiàn)代文閱讀（9分，每小題3分）
閱讀下面的文字，完成1——3題。
發(fā)現(xiàn)引力波：整個(gè)宇宙都在顫動(dòng)2016年2月11日，激光干涉引力波天文臺(tái)項(xiàng)目主管大衛(wèi)．萊茲在華盛頓舉行的新聞發(fā)布會(huì)上宣布發(fā)現(xiàn)了引力波，這或許標(biāo)志著物理學(xué)一個(gè)新的時(shí)代的到來(lái)。從2015年9月起，在物理學(xué)界有一個(gè)一個(gè)沒(méi)有得到官方的證實(shí)或否認(rèn)的傳言。據(jù)說(shuō)經(jīng)過(guò)了幾年升級(jí)改建的先進(jìn)激光干涉引力波天文臺(tái)（advancedLIGO）在重新開(kāi)始工作之后的一個(gè)星期內(nèi)就探測(cè)到了引力波的信號(hào)。如今，傳言終于得到了證實(shí)。升級(jí)之后，aLIGO的兩個(gè)探測(cè)器探測(cè)到了距離地球13億光年之外的兩個(gè)黑洞在合并過(guò)程中放射出的引力波，這是在愛(ài)因斯坦發(fā)表了廣義相對(duì)論一百年之后，人類第一次發(fā)現(xiàn)引力波存在的直接證據(jù)，這個(gè)發(fā)現(xiàn)將以一系列論文的形式發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》（PRL）雜志和《天文期刊》雜志上。
幾千年來(lái)，人類觀察宇宙的方式大多都只是仰望星空，直到幾百年前人們才能通過(guò)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察，影像固然更加清晰，但所看到的仍然只限于可見(jiàn)光的頻率范圍之內(nèi)。直到二十世紀(jì)，人類理解了電磁學(xué)，才能從紅外線到伽瑪射線，在更廣闊的頻率范圍內(nèi)觀測(cè)宇宙。想要看清宇宙的面貌，僅僅通過(guò)電磁波還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，中微子天文臺(tái)為宇宙科學(xué)家打開(kāi)了又一扇門，但是這種方式的局限性仍然非常明顯。引力是自然界中最為微弱的相互作用，廣義相對(duì)論所描述的正是引力作用。根據(jù)廣義相對(duì)論的預(yù)測(cè)，當(dāng)質(zhì)量進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)對(duì)于時(shí)空產(chǎn)生干擾，進(jìn)而使時(shí)空產(chǎn)生出以光速行進(jìn)的引力波，因?yàn)橐ψ饔锰^(guò)微弱，想要探測(cè)到這種時(shí)空的褶皺，就需要格外敏感的實(shí)驗(yàn)裝置。
隸屬于美國(guó)國(guó)家自然基金的華盛頓州和路易斯安那州建造的兩個(gè)相似的激光干涉引力波天文臺(tái)有兩個(gè)長(zhǎng)達(dá)4公里的相互垂直的長(zhǎng)臂，激光在真空的管道中沿著兩條長(zhǎng)臂來(lái)回反射，并且發(fā)生干涉�？茖W(xué)家們的目標(biāo)就是通過(guò)激光的干涉現(xiàn)象尋找引力波。根據(jù)理論預(yù)測(cè)，一旦有引力波經(jīng)過(guò)，將會(huì)使空間發(fā)生拉伸和壓縮，兩個(gè)長(zhǎng)臂中的激光的干涉現(xiàn)象就將發(fā)生變化。但是從2002年至2010年九年的時(shí)間里，這兩個(gè)高精度引力波探測(cè)器沒(méi)有任何收獲。這些年的一無(wú)所獲與周圍環(huán)境對(duì)儀器的干擾有關(guān)，因?yàn)閮x器的過(guò)分敏感，華盛頓州的探測(cè)器經(jīng)常會(huì)受到大風(fēng)的干擾，而路易斯安那州的探測(cè)器則經(jīng)常會(huì)受到經(jīng)過(guò)的火車和周圍倒下的樹(shù)木所產(chǎn)生的震動(dòng)帶來(lái)的干擾。
經(jīng)過(guò)了5年時(shí)間，花費(fèi)了2億英鎊之后，激光干涉引力波天文臺(tái)完成了升級(jí)。在2015年9月18日重新開(kāi)始工作的先進(jìn)激光干涉引力波天文臺(tái)比之前的精度可以高出三倍，激光器的功率提高了十倍，抗干擾的能力也大幅增強(qiáng)，無(wú)論是樹(shù)木，火車，還是地震波都無(wú)法影響到儀器的探測(cè)。進(jìn)行了全面的升級(jí)之后，先進(jìn)激光干涉引力波天文臺(tái)的靈敏度會(huì)隨著調(diào)試逐漸上升，將在未來(lái)三年左右的時(shí)間里達(dá)到頂峰，也就是說(shuō)探測(cè)到引力波的可能性會(huì)逐漸增加。
2015年9月14日早上，德國(guó)馬克思·普朗克研究所的物理學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)了在aLIGO兩個(gè)探測(cè)器上幾乎同時(shí)探測(cè)到了一個(gè)類似于鳥(niǎo)鳴的頻率逐漸升高的信號(hào)，信號(hào)從35赫茲的頻率迅速升高到250赫茲，然后變得混亂，整個(gè)過(guò)程持續(xù)了四分之一秒的時(shí)間，兩個(gè)探測(cè)器的探測(cè)時(shí)間相差7微秒。這個(gè)信號(hào)因?yàn)樘^(guò)清晰，以至于首先發(fā)現(xiàn)它的科學(xué)家甚至不敢相信這是一個(gè)真正的探測(cè)信號(hào)，寧愿相信這是一個(gè)人為的用于測(cè)驗(yàn)儀器的信號(hào)。而另外兩個(gè)位于意大利和德國(guó)的引力波探測(cè)器在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有運(yùn)行，所以無(wú)法對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行確認(rèn)。最終通過(guò)計(jì)算證實(shí)這個(gè)信號(hào)來(lái)自于兩個(gè)以光速的一半的速度環(huán)繞運(yùn)行的黑洞合并過(guò)程中發(fā)射出的引力波。aLIGO所探測(cè)到的引力波，經(jīng)過(guò)了13億年之后終于傳播到地球。這個(gè)直接觀測(cè)證據(jù)是對(duì)于廣義相對(duì)論的最終證實(shí)（雖然實(shí)際上廣義相對(duì)論的作者愛(ài)因斯坦并不相信黑洞的存在），這也是科學(xué)家們第一次真正觀測(cè)到黑洞的合并過(guò)程。
雖然人類之前就從一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期逐漸縮小的脈沖雙星系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了引力波存在的間接證據(jù)——那個(gè)雙星系統(tǒng)的行為與廣義相對(duì)論的預(yù)測(cè)完全一致，因此，人類將會(huì)有一個(gè)更為靈敏的宇宙學(xué)探測(cè)手段，天文學(xué)也可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的分支——引力波天文學(xué)。在理論上，通過(guò)引力波進(jìn)行天文學(xué)探測(cè)，人類將可以了解一系列天體的移動(dòng)和改變過(guò)程都會(huì)通過(guò)引力波傳播的地球。物理學(xué)家們想象著在未來(lái)每年都可以探測(cè)到十次左右的中子星碰撞。
對(duì)于引力波存在的間接證明已經(jīng)為兩位物理學(xué)家贏得了1993年的諾貝爾物理獎(jiǎng)，而這次對(duì)于引力波的
直接觀測(cè)，是否會(huì)贏得一個(gè)新的諾貝爾物理獎(jiǎng)，這也讓我們充滿期待。對(duì)于引力波的直接觀測(cè)必將開(kāi)啟宇宙學(xué)研究的新局面——人類將理解在我們的周圍環(huán)繞著多少黑洞和中子星，更詳細(xì)了解超新星的爆發(fā)過(guò)程。因?yàn)橐Σň哂锌v波屬性、穿透性很強(qiáng)，比同頻光子穿透性要強(qiáng)得多，其通訊傳輸功能或許遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越電磁波，地球?qū)σΣ▉?lái)說(shuō)幾乎是透明的。宇宙誕生之初產(chǎn)生的“暴漲”引力波被稱為原初引力波，它忠實(shí)記錄了“暴漲”時(shí)期的物理過(guò)程，并一直存在于宇宙空間內(nèi)。盡管大多數(shù)宇宙學(xué)家們已經(jīng)接受了宇宙“暴漲”的假說(shuō)，但人們?nèi)匀恍枰业皆跻Σù嬖诘那袑?shí)證據(jù)，完成宇宙創(chuàng)生故事的最后一環(huán)。
�。ㄟx自2016年2月12日《三聯(lián)生活周刊》，作者苗千，內(nèi)容有刪減）
1．下列關(guān)于原文內(nèi)容的表述，不正確的一項(xiàng)是
A．幾百年以前，人們能通過(guò)望遠(yuǎn)鏡對(duì)星空進(jìn)行觀察，其影像固然更加清晰，但所看到的仍然只限于可見(jiàn)光的頻率范圍之內(nèi)。人類理解了電磁學(xué)之后，雖能從紅外線到伽瑪射線，在更廣闊的頻率范圍內(nèi)觀測(cè)宇宙，但方式和效果仍然存在一定局限性。
B．德國(guó)馬克斯普朗克研究所的物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了aLIGO兩個(gè)探測(cè)器上幾乎同時(shí)探測(cè)到了一個(gè)類似于鳥(niǎo)鳴的頻率逐漸升高的信號(hào)，信號(hào)從35赫茲的頻率迅速升高到25赫茲，然后變得混亂，整個(gè)過(guò)程持續(xù)了四分之一秒的時(shí)間，首先發(fā)現(xiàn)它的科學(xué)家甚至不敢相信這是一個(gè)真正的探測(cè)信號(hào)，最終通過(guò)計(jì)算才得以證實(shí)。
C．升級(jí)之后，aLIGO的兩個(gè)探測(cè)器探測(cè)到了距離地球13億光年之外的兩個(gè)黑洞在合并過(guò)程中放射出的引力波，這是在愛(ài)因斯坦發(fā)表了廣義相對(duì)論一百年之后，人類第一次發(fā)現(xiàn)引力波存在的直接證據(jù)，這個(gè)發(fā)現(xiàn)以一系列論文的形式發(fā)表在了《物理評(píng)論快報(bào)》（PRL）雜志和《天文期刊》雜志上。
D．完成了全面升級(jí)重新開(kāi)始工作的先進(jìn)激光干涉引力波天文臺(tái)比之前的精度可以高出三倍，激光器的功率提高了十倍，抗干擾的能力也大幅增強(qiáng)，其靈敏度會(huì)隨著調(diào)試逐漸上升，將在未來(lái)三年左右的時(shí)間里達(dá)到頂峰。
2．下列理解，符合原文意思的一項(xiàng)是
A．在2002年至2010年九年的時(shí)間里，由美國(guó)建造的兩個(gè)高精度引力波探測(cè)器沒(méi)有任何收獲。這與周圍環(huán)境對(duì)儀器的干擾有關(guān)，因?yàn)閮x器的過(guò)分敏感，路易斯安那州的探測(cè)器經(jīng)常會(huì)受到大風(fēng)的`干擾，而華盛頓州的探測(cè)器則經(jīng)常會(huì)受到經(jīng)過(guò)的火車和周圍倒下的樹(shù)木所產(chǎn)生的震動(dòng)帶來(lái)的干擾。
B．發(fā)現(xiàn)引力波存在為兩位物理學(xué)家贏得了1993年的諾貝爾物理獎(jiǎng)，而這次對(duì)于引力波的直接觀測(cè)的影響和意義勢(shì)必將會(huì)在天文學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)一個(gè)新的分支——引力波天文學(xué)。
C．科學(xué)家們計(jì)算，本次所探測(cè)的在兩個(gè)黑洞合并過(guò)程中釋放出來(lái)的引力波，經(jīng)過(guò)13億年之后終于傳播到地球，由此證明這兩個(gè)黑洞合并過(guò)程至少是在13億前進(jìn)行的。
D．引力波無(wú)法通過(guò)電磁輻射直接觀測(cè)，并且與宇宙中物質(zhì)的相互作用非常微弱，這也是引力波為什么一直沒(méi)有被觀測(cè)到的重要原因之一。
3．根據(jù)原文內(nèi)容，下列理解和分析不正確的一項(xiàng)是（ ）
A．引力波很少和物質(zhì)起作用，我們可以利用引力波取代電磁波，用于宇宙間的長(zhǎng)距離傳輸。因此，引力波可能會(huì)給人類帶來(lái)全新的通訊方式，或許未來(lái)的引力波手機(jī)甚至不需要發(fā)射塔就可以實(shí)現(xiàn)全球聯(lián)網(wǎng)。
B．引力波的發(fā)現(xiàn)，將為天文觀測(cè)提供一種新的手段，打開(kāi)觀測(cè)宇宙的一扇心窗戶。這將是全新的天文學(xué)領(lǐng)域，幫助人類更好地了解黑洞、中子星和其他難以采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行觀測(cè)的天體。
C．如果“暴漲”引力波被發(fā)現(xiàn)并得到證實(shí)，這種極其特殊的來(lái)自于宇宙創(chuàng)生時(shí)代的引力波可能告訴人類宇宙的更多故事，幫助我們揭開(kāi)宇宙的各種謎團(tuán)，甚至了解宇宙的誕生之謎和運(yùn)行機(jī)制。
D．引力波的發(fā)現(xiàn)，成為支持廣義相對(duì)論的有力證據(jù)，使得相對(duì)論所預(yù)言的許多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象已被直接驗(yàn)證，其中就間接證實(shí)了廣義相對(duì)論的作者愛(ài)因斯坦一百年之前對(duì)黑洞存在的猜想。
試題答案：
1．C（未然當(dāng)已然，原文是“這個(gè)發(fā)現(xiàn)將以一系列論文的形式發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》（PRL）雜志和《天文期刊》雜志上”）
2．D（A項(xiàng)，張冠李戴，原文是“華盛頓州的探測(cè)器經(jīng)常會(huì)受到大風(fēng)的干擾，而路易斯安那州的探測(cè)器則經(jīng)常會(huì)受到經(jīng)過(guò)的火車和周圍倒下的樹(shù)木所產(chǎn)生的震動(dòng)帶來(lái)的干擾”。B項(xiàng)，可能當(dāng)必然，原文是“天文學(xué)也可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的分支——引力波天文學(xué)”。C項(xiàng)，無(wú)中生有，“兩個(gè)黑洞合并過(guò)程至少是在13億年前進(jìn)行的”無(wú)依據(jù)）
3．D（曲解原意，廣義相對(duì)論的作者愛(ài)因斯坦并不相信黑洞的存在）
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