引力波郭英森现状引力波被证实郭英森消息

引力波郭英森现状引力波被证实郭英森最新消息

爱因斯坦因为是权威,因为是教授,所以他的一言一行都受到全球科学界的关注,在民间,并不是说没有能人,比如我们今天要说的郭英森,虽然并未被科学界进行权威证实和验证,但不得不说,其研究确有着一定的逻辑性和科学性,比如说,他通过自己独特的方法和公式计算出来的引力波理论。5年前,方舟子等人对郭英森的引力波理论进行了无性的嘲笑,但现在,美国科学家已经证实了引力波的存在,在媒体上,人们一致认为,这是对爱因斯坦引力波预言的证实,但在郭英森看来,爱因斯坦的引力波理论只是一种预言,而他通过计算方式所发现的引力波,才是真正的权威。

非你莫属节目视频:点此观看

《非你莫属》五年前的春节特别节目中,被称为“诺贝尔哥”的辽宁抚顺前管道工郭英森曾提到过引力波,但被嘉宾和主持人打断,并当面嘲笑。节目刚开始,郭英森提到了引力波概念,并准备有图纸,当郭英森拿出“相对论量子力学”公式时,方舟子说:我看不懂,因为这个是你自己发明的。而当郭英森试图解释该公式时,方舟子再次表示:是你自己发明的。另一位CEO则说:“自己对长生不老、变万年龟这种话题更感兴趣。”郭英森拿出自己写的新论据,试图说服。而主持人张绍刚则阻拦,劝CEO赶

紧告诉郭英森,自己对他的解释并无兴趣。董浩再三强调:“救人要紧!悬崖勒马!”郭英森表示,所谓的“诺贝尔哥”称号并不是自己取的。而诺贝尔奖从来只奖励那些提出新思想的人。郭英森这些年整理了大量资料,并将自己的研究成果发送到各个相关科研机构本报专访“诺贝尔哥”郭英森——“他们确实欠我一个道歉”昨日,本报记者在北京对被网友称为“诺贝尔哥”的郭英森进行了专访。在他看来,当初参加节目的有些嘉宾和老板,都欠他一个道歉,不过他说:“别人的道歉都能够接受,方舟子的不会接受。”当初上节目心里不舒服“没有太多机会说话,本来还想提“UFO”,后面也没提”昨日下午,在北京市首都图书馆,老郭穿着朴素的大衣,戴着擦得锃亮的眼镜,坐在二楼大厅的一角。看到记者赶到,老郭赶忙起身。记者:当初参加《非你莫属》,初衷是什么? 郭英森:那是一档专门的求职栏目,所以我去也仅仅是希望找到一份收入还行的工作,然后再用赚来的钱做研究。但当时我第一次上台,有些紧张,再加上栏目组安排些环节,导致思路不太清晰。记者:你在电视台提出引力波,被嘉宾嘲笑,12盏灯灭了9盏,当时啥感受? 郭英森:说实话当时心里挺不舒服的,但是这种难受并不是因为自己的结论没有被大家认同,而是自己没有太多机会说话,以及那些老板们其实根本不懂,还嘲讽我。当时我一上台,第一个环

节过后,我心想完了,本来我还想提“UFO”来的,但后面也没提。不怨主持人节目组的要求太多“他们确实应向我道歉,大多数人我都会接受,除了方舟子”记者:现在美国科学家发现了引力波,网友说当年的嘉宾比如方舟子等人,应该向你道歉,你怎么看? 郭英森:以前提出的都是理论,现在已经证实了引力波的存在,比以前更加精确。我提出的引力波,与之前的其实是一个范围,但怎么用才是关键。关于那期节目,我认为那些老板们确实应该向我道个歉,大多数人我都会接受,但是除了方舟子。即使他跟我道歉了,我也不会接受,主要是因为种种原因吧,不单单是他嘲讽我、与我激烈地辩论。记者:对主持人有意见吗? 郭英森:有很多人骂主持人张绍刚,但是其实张绍刚并没有为难我,他也是身不由己,节目组的要求太多,我一点都不怨恨他。结论来源于书本知识及逻辑推理“我自成一个体系,没有强大的逻辑,不可能得到这些结论”有人认为,一个初中文化的人怎么能研究如此深奥的学问呢?并且“引力波”在百年前就被提出,老郭提出的引力波与爱因斯坦的引力波,只是一个巧合罢了。记者注意到,在老郭的手边,有一个用纸箱叠成的类似文件夹的东西,里面装着他的“宝贝”,包括当时为了推广自己的科研成果,寄给国防科技大学、中国航天科工集团公司的材料与论文,以及对方给出的肯定的回复等。记者:你是如何知道的引

力波? 郭英森:我得到的结论,主要是来源于书本里的知识,再加上自己的思维逻辑上的融洽、逻辑推理,再加上直觉,才会得出这样的结论。记者:但有人质疑你这是想象的。郭英森:这不是凭空想象的,逻辑不融洽是研究不出来的,我这个自成一个体系。很多人也质疑我是臆想,但不是这样,如果没有强大的逻辑,是不可能得到这些结论的。理论与研究成果方向不同“爱因斯坦提的是理论,我的是研究成果我超过爱因斯坦”记者:百年前就被科学家提出的推测,您再提出,你认为两者有何区别? 郭英森:我没有说过引力波是我提出来的,一百多年前,爱因斯坦提出的是理论,而我的是研究成果,我认为引力波是存在的,我说的是如何利用引力波造福人类,与理论吻合,虽然属于同一个范围,但方向不同。记者:这个依据是通过实践证实的吗? 郭英森:这个东西从我个人的角度讲,是没有办法实践的,是需要大量的工作的。我现在敢说我超过爱因斯坦。记者:超过爱因斯坦? 郭英森:因为爱因斯坦只是理论,而我这个有实用技术。节目中,他们一听我初中学历,就开始质疑我,但是我认为这些与学历是没有关系的,不代表不是高材生就不能研究物理,爱因斯坦开始不也就是小职员吗? 多年来一直被质疑习惯了“女的里有凤姐,男的里面可能就是我了”最近两天老郭每天接到上百个电话,就在记者采访过程中,还接到了20

余个电话。老郭说,打来电话的有媒体人、朋友、希望合作的公司,还有陌生人。记者:他们打来电话都说什么? 郭英森:有的人打来电话,就开始骂我,我都不知道为什么,我也没想翻起这段,还有人打电话说支持我。这么多年,对于这些嘲讽都习惯了,女的里有凤姐,男的里面可能就是我了。记者:你的说辞不被认同,有没有想过放弃?为何如此执着? 郭英森:我没想过放弃,其实压力挺大,这么多年,无论是在网络上,还是在现实生活中,很多人都质疑我,甚至骂声一片,已经习惯了,但我也没有办法,也一直在坚持。记者:为什么还在坚持? 郭英森:我对我自己的研究结论有自信。我做的是纯学术,国外已经有很多科学家提出来与我相同的观点,但我不害怕,因为我的是一个系统,他们只是一个部分而已。认为“民间科学”更应叫“爱好者”“我的终极目标主要是想通过自己的实用技术,给人类造福”记者:您怎么看待民间科学?如何定位这个领域? 郭英森:我不太认同,虽然也属于“民间科学”,但更应该叫做“爱好者”,就好比京剧“票友”,民间科学其实是一些人用贬义词往上套。很多人认为只有通过科学实验论证,才能得出科学依据,但是我想说,不是所有的科学最开始都是通过实验得出的,更多的开始时只是思想,只有有想法,才能有结论。记者:您心里的目标是什么?证明自己?拿诺贝尔奖?还是其他? 郭

英森:我参加《非你莫属》以后,一直在努力,包括投稿想要发学术文章,甚至在街头打出“卖肝卖肾”的招牌,我都豁出来了,结果还是没有结果。我的终极目标主要是想通过自己的实用技术,给人类造福,变成一种真正对人类有用的技术。假如我的技术有一天应用了,人们直观感受就是飞行器不用轮子助飞、能源格局的改变等等……引力波郭英森现状《非你莫属》是一个娱乐性的求职节目,5年前节目中的“诺贝尔哥”郭英森的出现,让大家第一次关注到了民科群体,而最近美国证实引力波的存在导致大家再次把视线拉回这个“诺贝尔哥”郭英森的身上。郭英森当年参加的视频被大家挖出,网友们持两种态度,一是觉得谁可以带着知识优越感哂笑郭英森? 二是觉得如果把一个人的

瞎想当成梦想,则完全忽视它可能给其家人甚至是科普带来危害,那就是毒鸡汤。5年前节目中郭英森提及引力波,遭嘉宾嘲讽,方舟子等人的反应,缺乏对人最基本的尊重,也是对自己陌生领域的一种排斥。但是也不能说主持人和嘉宾都有错,因为爱因斯坦100年前就提出引力波,而郭英森也没有预言引力波,只是千千万万对此感兴趣想研究的人之一。郭英森是一个锲而不舍的民科,他只有初中学历却立志于诺贝尔学奖,他曾去北大门口,呼吁筹资助其研究,甚至愿意卖肝卖肾,对于郭英森的评论网络上也是两种声音。美国科学家在2月11日宣布发现引力波,在基

础物理学界掀起巨浪。然而,一段5年前的视频,也随着引力波重新进入人们的视野。一个叫郭英森的辽宁工人,火了! 《非你莫属》五年前的春节特别节目中,被称为“诺贝尔哥”的辽宁抚顺前管道工郭英森曾提到过引力波,但被嘉宾和主持人打断,并当面嘲笑。节目刚开始,郭英森提到了引力波概念,并准备有图纸,当郭英森拿出“相对论量子力学”公式时,方舟子说:我看不懂,因为这个是你自己发明的。而当郭英森试图解释该公式时,方舟子再次表示:是你自己发明的。另一位CEO则说:“自己对长生不老、变万年龟这种话题更感兴趣。”郭英森拿出自己写的新论据,试图说服。而主持人张绍刚则阻拦,劝CEO赶紧告诉郭英森,自己对他的解释并无兴趣。董浩再三强调:“救人要紧!悬崖勒马!”郭英森表示,所谓的“诺贝尔哥”称号并不是自己取的。而诺贝尔奖从来只奖励那些提出新思想的人。郭英森这些年整理了大量资料,并将自己的研究成果发送到各个相关科研机构在知乎网上,有网友就对那位自称“诺贝尔哥”的“民间科学家”进行了详细的扒皮。这位名叫@韩迪的网友,系百度贴吧“反民科”吧的吧主,看起来他注意这个郭大叔已经有一段时间了,因为他一出手就扒出了那位郭大叔11年前就开始从事的各种“伪科学”活动。那是2005年,当时这位郭大叔宣称自己可以通过理论证明UFO的存在,然后在北京大学叫阵,要挑战北大

的物理系老师,然而最终北大方面并无教师搭理他,因为其理论根本不值一辩。其中一位搭理了他的北大经济系的学生则表示,郭大叔一上来先咬定外星飞船存在,然后再倒推论据,这是典型的逻辑性错误。然而,时至今日,郭大叔仍未放弃自己发现过UFO的说法,还宣称中国空军就曾披露过,甚至还说不相信UFO存在的是弱智,这脑洞也是没sei了…这位网友还介绍说,郭大叔所谓的“物理学”新发现,也确实是胡乱的东拼西凑,居然还将玄学范畴的太极八卦拿来与物理科学“生拉硬凑”。根据网友@韩迪的详实信息,这位郭大叔虽然宣称自己研究的是科学,甚至一度通过卖肾和卖肝要求大家资助他去竞争诺贝尔奖,然而他却也曾亲口承认自己的理论从未经过真正数学科学的验证,不仅如此,他反而多次在网上扬言“数学无用论”,以及“真正的科学不需要数学”等言论。网友评论网友“喜欢陈大头的菜”认为,连最起码的尊重都没有! “浪依旧往年”认为:在场的所有嘉宾包括主持人,没有一个人有资格评论科学,居然还叫停? “寸山河”更是表示,不被嘲笑的梦想就不是梦想,一帮文盲假设自己站在制高点,可是他们连一个别人说话的机会都不给。网友KISS小幸运说:大家记住这个名字:郭英森!他可能是未来的中国诺贝尔奖获得者!!顶上去! 不少网友认为:如今他们都欠他一个道歉。微博女王姚晨称之为“一个了不起的工人”,人

民网也说“请你尊重别人的梦想”。

引力波的发现历程

引力波的发现历程 班级:12级物理一班 姓名:陈昊昱 学号:1207020008 摘要:引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一,现代引力波研究已成为天体物理学的一个重要前沿课题。 关键字:引力波(gravitational waves) 广义相对论电磁波 一、引力波初期探索 牛顿在数学,物理和天文学方面有着许多重要的贡献。但是,他最为人知的贡献是发现了引力学定理。爱因斯坦的许多理论,包括对引力波的预言,都是从牛顿引力学理论中得到灵感的。 其中一个最广为人知的故事,是描述有一天,牛顿正坐在一棵苹果树底下思考着宇宙。突然一个苹果从天而降砸到了他的头上。震惊中的牛顿马上意识到发生了什么事。就在这一瞬间,他认识到了引力是怎样将物体拉向地球的。 这个故事可能是虚构的,但它却符合事实。牛顿对自然的观察使他发现了引力定理。他认识到那个将苹果拉向地球的力很可能与使月亮围绕地球转的力是一样的。从而,他认为所有物体之间一定存在一种吸引的力,并称之为引力。 根据他的发现,牛顿注意到所有物体都互相吸引。质量越大,引力越大,但随离开物体距离的增大而减小。他称这就是引力定理。 在他的引力学理论中,牛顿结合了另外三位伟大的科学家哥白尼(1473-1543),开普勒(1571-1630),伽利略(1564-1642)的理论。牛

顿的理论解决了许多他那个时期的难题,包括潮汐产生的原因,地球和月亮的运动,以及彗星的轨道问题。 虽然牛顿的理论解释了什么是引力,但是,在随后的300年中,引力产生的原因仍然是个谜 爱因斯坦认为是一种跟电磁波一样的波动,称为引力波。引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。引力辐射是另外一种称呼,指的是这些波从星体或星系中辐射出来的现象。牛顿认为是一种即时超距作用,不需要传递的“信使”电荷被加速时会发出电磁辐射,同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射,这是广义相对论的一项重要预言。 二、引力波检测的开拓者 爱因斯坦在把狭义相对论推广到广义相对论的研究过程中,他不但向世人说明引力是一种场,而且还发现了场方程,而场方程是联系引力物质的质量与时空“弯曲”的程度、性质之间的桥粱。 爱因斯坦认为,物质的分布及运动不仅决定其周商整阊的“弯曲”程度,同时还影响周围时间的流逝。这个“弯曲”的空间和时间一起,反过来再决定其周围物质的运动。物质间的万有引力作用就是通过上述过程来实现的,这当然不能在瞬间完成。 当某一物体作加速运动时,就会以有限的速度逐步影响周围的时空结构,若这种影响以波动方式向空问传播,从而逐点改变着原来已经弯曲的时空,进而影响周围物体的运动。例如激发起其他物体作机械振动等,而那正是引力波的传播。这就好似电荷发生运动变化,引

宇宙学之引力波简谈

宇宙学之引力波简谈 从爱因斯坦预言引力波,至今的一百多年里,科学家们从来没停止过对引力波的探索。到20世纪60年代,引力波探索先驱韦伯提出了一种共振型引力波探测器,为世界上最早的引力波探测器,后来人们发展出了以激光干涉仪为原理的探测器,代表就是美国的LIGO 和欧洲的VIRGO。庞大的LIGO,每条“腿”都有4000米长,前后每次升级已经花费了几十亿美金,人类如此大动作要探测的引力波,到底能给我们带来什么? 首先,对科学家来说,是爱因斯坦相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”。引力波最吸引人的地方是,它可以被用作窥探宇宙深处的工具,是科学家观测宇宙的眼睛。由于有不衰减的特性,它所携带的关于波源的信息,能帮人类洞悉整个宇宙的源头。那对我们普通人来说,至少引力波让我们知道了黄金是怎么来的…… 引力波是爱因斯坦在广义相对论中的一大预言,是指物质加速运动所带来的时空扰动,也称“时空的涟漪”。在广义相对论中,万有引力是由质量对时空的弯曲所造成的,质量越大,时空就弯曲得越厉害。那“时空的弯曲”是指什么呢?我们平时看到的空间,貌似是平直的,但真实的情况却是扭曲的,宛若哈哈镜一般。如果我们将宇宙时空想象成一个大蹦床,在没有任何扰动的情况下,它是平坦的。一旦有质量的物体出现时,比如一个小球,或者是像地球这样的庞然大物,它都会变得弯曲,只不过,这种弯曲对生活在这个宇宙大蹦床上的微小生物来说,是无法感受得到的,不是由于我们跟蹦床一起弯曲了,而是因为这种弯曲实在太微小,我们完全感受不到。如果这个大质量物体发生变化,比如小球蹦走了,或者是地球爆炸了,这个大蹦床依然在震动,那这种震动就是引力波!引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。引力辐射是对引力波另外一种称呼,指的是这些波从星体或星系中辐射出来的现象。电荷被加速时会发出电磁辐射,同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射。 因为宇宙间不发射任何电磁波的暗物质所占比例要远大于发射电磁波的已知物质,暗物质与外界的唯一相互作用即是引力相互作用,因此引力波天文学对这些暗物质的观测具有重要意义。引力波的发现为人类提供一个观测宇宙的新途径,就像观测天文学从可见光天文学扩展到全波段天文学那样极大扩展人类的视野。 引力波的探测也是困难重重,早在20世纪70年代中期,科学家Rainer Weiss分析了干扰测量的背景噪声的可能来源,并且还设计了一种检测器,一种基于激光的干涉仪,可以克服这种噪音。引力波(重力波)以光速传播,充满了宇宙,正如爱因斯坦在广义相对

光的干涉及其应用

光的干涉及其与应用 (作者:赵迪) 摘要我们通过对光的干涉本质、种类及其各种应用做了一定的查阅与思考,汇总成为该文章。中文中重点介绍的是,光的干涉在日常生活中、普通物理实验中的应用以及在天文学方面的发展和应用,由于文章内容和字数的限制,我们不能对所有提到的应用做出详细的表述,仅取其中的几个例子进行具体的介绍。 关键词光的干涉等倾干涉等厚干涉照相技术天文学 1 绪论 我们知道在光学的发展史上,“光的本质”这个问题进行了将近4个世纪的争论,直到爱因斯坦提出“波粒二象性”才将这个问题的争论暂时告一段落,本文所提到的的光的干涉现象就是这段精彩历史上不可磨灭的一部分。 1801年的英国由托马斯·杨设计的杨氏双缝干涉实验使得“微粒说”近乎土崩瓦解,并强有力的支持了“波动说”。1811年,阿拉格首先研究了偏振光的干涉现象。现代生活中,光的干涉已经广泛的用于精密计量、天文观测、光弹性应力分析、光学精密加工中的自控等许多领域。 虽然“波粒二象性”已经作为主流说法,终结了这个问题的争论,但是对于现代生活来说,光的干涉及其理论所带来的影响却是不可或缺的。我们将在本文中简单介绍一下光的干涉在日常生活中、普通物理实验中的应用以及在天文学方面的发展和应用。 2 光的干涉现象与产生 2.1 现象简介 干涉,指满足一定条件的两列相干波相遇叠加,在叠加区域某些点的振动始终加强,某些点的震动始终减弱,即在干涉区域内振动强度有着稳定的空间分布,而忽略时间的影响。

图2-1 复色光的干涉图样 由于光也具有波动性,因此,光也可以产生干涉现象,称为光的干涉。光的干涉通常表现为光场强度在空间作相当稳定的明暗相间的条纹或圆环的分布;有时则表现为,当干涉装置的某一参量随空间改变时,某一固定点处接收到的光强按一定规律作强弱交替变化。 2.2 产生条件 2.2.1 主要条件 两列波的产生干涉的条件是:两列光波频率一致、相位差恒定、振动方向一致的相干光源才能产生光的干涉。 由于两个普通独立的光源发出的光不可能具有相同的频率,更不可能存在更不可能存在固定的相位差,因此,不可能产生干涉现象。 图2-2 单色光的干涉图样 2.2.2 补充条件 由于干涉图样的效果会受到称比度的影响,因此,两列相干波还须满足三个补充条件:①参与叠加的两束光光强不能相差太大;②参与叠加的两束光振动的夹角越小越好,虽然理论上小于2 即可产生叠加,但是对比度效果不好,即最好接近平行;③光程差不能相差太大。

《让物理学界沸腾的引力波》阅读附答案

《让物理学界沸腾的引力波》阅读附答案 让物理学界沸腾的引力波 霍光 ①2016年2月12日,全世界的物理学界都沸腾了——百年前已经被预言的引力波,终于被探测到了。 ②普通大众却很少有人知道,“引力波”到底是什么为什么探测到它需要百年努力它又能给世界带来什么 ③爱因斯坦在广义相对论中,将引力解释为时空的弯曲。它的意思是,我们平时感知的空间貌似是平直的,但真实的情况中,却是像在哈哈镜里一样,是弯曲的。这种弯曲是物质造成的,质量越大,造成的弯曲就越大。我们可以把宇宙想象成一个蹦床,如果没有任何干扰,它是平坦的。但当有质量的物体出现时,比如一个鸡蛋,来游乐场的小孩子,或者是地球这样的庞然大物,它就会变得弯曲。这种弯曲,由于我们跟着蹦床一起弯曲了或弯曲太微小,我们完全感觉不到。但如果这个大质量物体发生变化——鸡蛋被吃了,小孩子蹦走了,或者地球爆炸了——蹦床就会开始震动,这种震动就是引力波。当然,跟着一起震动的我们也感觉不到它在震动。 ④但物理学家可不这么想,他们急需感觉到震动,来证明自己确实读懂了宇宙。于是,他们发明了世界上最大和最贵的——圆规,或许很像,但他们把它叫做迈克耳逊干涉仪,或是LIGO。LIGO的“两条腿”每条都有4000米长。它的原理是什么假设我们有两个短跑运动员,他们在任何情况下跑步速度都一样,那么,如果跑道因为引力波扰动,长度发生了变化——就像蹦床表面会因受力,在一个方向上拉伸一样,他们从LIGO的两条腿上跑回来的时间就会发生些微的差异。我们就知道,空间确实在震动。 ⑤然而,这并不是那么简单的。第一,震动太小了,也许4000米只会发生米(我帮你数好了,这里应该有17个0)的变化。第二,我们不能让诸如跺脚、打喷嚏或是地震影响我们的观测,所以要用各种设备让两条腿稳定。同时,我们还要在很远的地方再建一个,如果两个都震动了,我们就知道这不是科研人员绝望情况下掀桌子引起的。 ⑥这个美国国家科学基金会(NSF)资助的项目前前后后已经花去了数十亿美元。对于大众来说,或许会怀疑花费这么多美元去探索引力波有何意义。听到这个消息,爱因斯坦当然会高兴,因为这证明了他不像普通人类的脑袋瓜又对了。不过,其他物理学家呢对他们来说,这轻轻的一震,比《美人鱼》、《星球大战》乃至人类史上所有的电影加起来都好看,因为它蕴含的剧情,是宇宙诞生的画面。我们从小都被告知一个最著名的猜想——宇宙是在一场爆炸中诞生的。这意味着,在时空的开始时,这个大蹦床有一次最剧烈的震动。引力波就能让我们还原这个震动——它是否存在,有多大规模等等。据科学家说,这次的引力波就是在距离我们超级远的地方,由我们看不到的超级大的黑洞的变化引起的。 16.结合全文,简要概括本文的主要内容。 17.第②段能否删掉?为什么?请结合全文从内容和结构加以分析。 18.本文是科普作品,语言风格幽默风趣,又不失科学准确。作者为了将高冷艰深的“引力波”知识普及,语言力求或通俗易懂或具体准确;请任选一个方面,举例分析其作用。 参考答案: 16.本文主要介绍了引力波的概念,探测的工具与原理,探测的意义。 17.不能删掉。第②自然段运用了三个设问, 引导读者思考并引出本文主要说明的内容,层层深入,逻辑严密。结构上,总领了全文,结构严谨。 18.举例,说明方法:通俗易懂或具体准确,作用。

量子测量,弱测量的基础研究及其在引力波探测中的应用

量子测量,弱测量的基础研究及其在引力波探测中的应用 2016年,美国激光干涉引力波天文台发文宣称利用千米量级引力波探测仪 首次探测到13亿光年外双黑洞并合产生的引力波,证实了一百年前爱因斯坦关 于引力波的预言。这是一个注定载入科学史的历史性时刻,在伽利略首次使用光学望远镜观测宇宙的四百年后,人类再次拥有观测宇宙的新窗口。如果对于电磁波的探测使得人类看到了绚丽多彩的宇宙,那么对于引力波的探测将使我们听到来自宇宙深处的天籁之音。迄今为止,LIGO和VIRGO科学共同体已经发布了 6 次引力波事件,其中前5起均为双黑洞并合产生的引力波,而最引人瞩目的第6 次引力波事件来源于双中子星旋近过程,其光学对应体被全球几十家天文学机构观测到,标志着多信使天文学的正式开端。 引力波探测仪的核心是一台“魔改”版迈克尔逊干涉仪,大量高精尖技术的使用使得探测仪的探测灵敏度在探测窗口内高到可以探测到质子半径万分之一 的长度变化,令人叹为观止。尽管如此,由于引力波极其微弱,现有引力波探测仪的探测灵敏度仍然需要被进一步提高以满足未来引力波天文学研究的需要。目前提高探测灵敏度的方法主要聚焦于技术升级和建造更长臂长的探测仪。一个有趣和重要的问题是,不同于现有的技术路线,我们是否有可能找到一种基于不同运 行原理的新型引力波探测仪?量子测量理论的最新进展,特别是关于量子弱测量 的研究提供了这种可能性。 量子弱测量理论由Aharonov,Albert和Vaidman于1988年首次提出,其基本框架是系统与指针弱耦合后再对系统进行后选择,通过测量指针获取系统的信息。由于量子弱测量在诸如解决量子悖论,直接量子态重构,特别是信号放大等方面 的应用,使其成为近十年来的研究热点。在本论文中,我们首先解决了在量子弱测量框架内实现普适的极小相位信号放大的困难并给出了具体的光学实现构型,在此基础上,通过引入光学腔,我们正式提出并设计了以弱测量放大为基础的新型 激光干涉引力波探测仪WMAGO。详细的量子噪声谱计算表明,WMAGO在较高频段有潜力比现有的引力波探测仪如LIGO等拥有更低的量子噪声,这意味着对于以量 子噪声为主要噪声的引力波探测仪,WMAGO可以在较高频段拥有更好的探测灵敏 度以及更大的带宽。 本博士论文包含的研究结果有以下几个方面:1:基于只有可观测量的本征态

2020年高三二轮复习强基础专题十五:物理学史及研究方法(解析版)

强基础专题十五:物理学史及研究方法 1.许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献,下列叙述中符合物理学史实的是 A. 奥斯特发现了电流的磁效应,并总结出了右手定则 B. 牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了万有引力恒量 C. 伽利略通过理想斜面实验,提出了力是维持物体运动状态的原因 D. 库仑在前人的基础上,通过实验得到真空中点电荷相互作用规律 2.在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家的叙述中,符合历史的说法是 A. 牛顿发现了万有引力定律 B. 在对自由落体运动的研究中,伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行验证 C. 牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的观点 D. 亚里士多德最早指出了“力不是维持物体运动的原因” 3.关于物理学研究方法和物理学史,下列说法正确的是 A. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法 B. 根据速度定义式,当△t非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了微元法 C. 亚里士多德认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动,再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律,这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法 D. 牛顿在伽利略等前辈研究的基础上,通过实验验证得出了牛顿第一定律

4.在物理学发展上许许多多科学家做出了巨大贡献。下列符合物理史实的是 A. 牛顿提出了万有引力定律并利用扭秤实验装置测量出万有引力常量 B. 法拉第通过精心设计的实验,发现了电磁感应现象 C. 卡尔最先把科学实验和逻辑推理方法相结合,否认了力是维持物体运动状态的原因 D. 第谷用了20年时间观测记录行星的运动,发现了行星运动的三大定律 5.下列说法中正确的是 A. 伽利略设计的斜面实验巧妙地借用了“冲淡”重力的方法,通过实验现象推翻了亚里士多德的“物体运动需要力来维持”的错误结论。 B. 牛顿第一、第二、第三定律都可以用实验直接验证。 C. 第谷通过多年的观测,积累了大量可靠的数据,在精确的计算分析后得出了行星运动三定律。 D. 动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动,而且对于微观粒子和高速(接近光速)运动的物体也适用。 6.在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用,下列说法中,不正确的是 A. 奥斯特实验说明电流具有磁效应,首次揭示了电和磁之间存在联系 B. 直流电流、环形电流、通电螺线管的磁场均可用安培定则判断 C. 通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似,受此启发,安培提出了著名的分子电流假说 D. 洛伦兹力方向可用左手定则判断,此时四指指向与电荷运动方向一致 7.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步,下列说法中正确的是 A. 亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因 B. 哥白尼提出了日心说,并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律

引力波

引力波 (Redirected from 重力波(相对论)) 本文介绍的是相对论中的引力波。关于流体力学中的重力波,详见“重力波(流体力学)”。 在物理学中,引力波指时空曲率中以波的形式从射源向外传播的扰动,这种波会以引力辐射的形式传递能量。阿尔伯特·爱因斯坦根据他的广义相对论[1],于1916年预言了引力波的存在[2]。理论上可以被探测到的引力波射源包括由白矮星、中子星或黑洞组成的联星系统。引力波现象是广义相对论的局域洛伦兹协变性的结果之一,因为它限制了相互作用的传播速度。相反,牛顿引力理论中的相互作用都以无限的速度传播,所以在这一理论下并不存在引力波。 科学家已通过各种间接方法发现了引力辐射的证据。例如,拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒发现赫尔斯-泰勒脉冲双星在互相公转时逐渐靠近,这为引力辐射的存在提供了证据;两人因这项发现于1993年获得了诺贝尔物理学奖。 [3]科学家也利用引力波探测器来观测引力波现象,如简称LIGO的激光干涉引力波天文台。2014年3月17日,哈佛-史密松天体物理中心的天文学家宣布利用BICEP2探测器在宇宙微波背景中观测到引力波的效应,一经证实,这将成为宇宙暴胀和大爆炸理论的强烈证据。 概述

爱因斯坦广义相对论所描述的引力,是时空曲率所产生的一种现象。质量可以导致这种曲率。当物质在时空中运动时,附近的曲率就会随之改变。大质量物体运动时所产生的曲率变化会以光速像波一样向外传播。这一传播现象就是引力波。[7][8] 当引力波通过远处的观测者时,观测者会发现时空被扭曲了。两个自由物体之间的距离会有节奏地波动,频率与引力波相同。然而,在这一过程中,这两个自由物体并没有受力,座标位置也没有变化;改变的,是时空座标本身的距离。在观测者处的引力波强度和与波源间的距离呈反比。根据预测,螺旋形靠近的中子双星系统由于质量高、加速度高,因此在合并时会发射出强大的引力波。但是因为天文距离尺度之大,就算是最激烈的事件所产生的引力波,在到达地球后效应已变得极低,其应变的数量级低于10?21分之一。[9]为了探测到这种细微的变化,科学家不断增加探测器的灵敏度。截至2012年,最为敏感的探测器位于LIGO和VIRGO天文台,灵敏度高达5×1022分之一。[10]这些天文台未能探测到引力波,这为这种引力波的频率设下了上限。欧洲空间局正在研发一座用来探测引力波的空间天文台,激光干涉空间天线。 线性偏振引力波 引力波能够穿透电磁波所无法穿透的空间。科学家推测,引力波能够帮助了解位于宇宙远处的各种天体,例如黑洞。这类天体无法用光学望远镜和射电望远镜等传统方式观测。宇宙学家还能够利用引力波来观测宇宙最早期状态。传统的天文学方法无法用来直接观测早期宇宙,因为在复合之前,宇宙无法被电磁波所穿透。[13]对引力波更精确的测量还能进一步验证广义相对论。 引力波理论上可以取任何频率,但极低频率几乎无法探测,而极高频率也没有可观测的已知波源。史蒂芬·霍金和维尔纳·伊斯雷尔(Werner Israel)预测,可以被探测到的引力波频率在10?7 Hz和1011 Hz之间。 引力波通过时的效应 一个由粒子组成的环在十字型偏振引力波下的作用

浅析潮汐原理及其应用

浅析潮汐原理及其应用 潮汐是地球上普遍存在的一种自然现象,它是在太阳、月亮引潮力的作用下,在地球的岩石圈、大气圈和水圈中分别产生的周期性运动,故潮汐包含固体潮汐、大气潮汐和海洋潮汐三种形式。本文将针对表现形式最明显也是我们最常见的海洋潮汐(以下简称潮汐)进行讨论,重点介绍了什么是潮汐,潮汐形成的原理是什么,以及潮汐在我们生产生活中有那些应用。 标签:潮汐潮型周期性引潮力潮汐能灾害预警 前言 物理是研究世间万物规律的一门学科,在我们生活中有许多神奇的物理现象,有些现象即便经常见,但不经过学习我们很难把握这些现象发生的真正原因。常年在海边生活的人们都会看到海水有一种周期性的涨落现象,中国古时为了解释这种现象,给其赋予了很多神话色彩,认为存在海神每天操控海水的起落,潮水大的话就认为是海神发怒造成的。现今我们通过学习已经认识到海水的涨落是一种自然现象,而且我们也已经开始利用这种自然现象来造福人类,但究竟潮汐形成的原因是什么,其有什么规律,还是有很多人并不了解。 一、什么是潮汐 我国古书上有说:“大海之水,朝生为潮,夕生为汐。”故中国人称海水早上上涨为潮,晚上上涨为汐,合称为潮汐。各地潮汐的时刻、持续时间、大小均不相同,但大致上可分为三种类型:半日潮型:一昼夜内(一个太阴日)出现两次高潮和两次低潮,前一次高潮和低潮的潮差和后一次高潮和低潮的潮差几乎相等,约等于6小时12.5分钟,我国东海、黄海、渤海沿海多数地点便属于这种潮型,如青岛、厦门等地;全日潮型:一昼夜内只有一次高潮和一次低潮,高潮和低潮之间的时间差约为12小时25分,我国南海地区有这种潮型,其中南海的北部湾是世界上最典型的全日潮海区;混合潮型:混合潮是正规半日潮和全日潮之间的过渡潮型,一般又分为“不正规半日潮”和“不正规全日潮”,表现为一个月内有些日子出现两次高潮和两次低潮,但较半日潮型潮差较大,有些日子出现一次高潮和一次低潮,但较全日潮型潮差较小,我国南海海区多数地区为这种潮型。 二、潮汐形成的原理 潮汐是由于太阳、月球和地球相对位置的不断改变及地球自转在一昼夜中地表各处受太阳、月球引力和合力不断改变,导致海水周期性涨落的现象[1],导致海水涨落的这种合力我们也称之为引潮力。牛顿的万有引力定律表明:引力的大小与两个物体的乘积成正比,和两个物体之间的距离成反比,在不考虑其他星球的微弱作用力的情况下,月球和太阳对海洋的引潮力的作用是引起海水周期性涨落的原因,其中月球的作用约是太阳作用的两倍。我们先来说说月球的作用[2],在离月球最近的地面上的物体,绕地、月共同质心(月球绕地球运动,可

引力波 论文

浅谈引力波的历史、定义及意义 摘要:在爱因斯坦提出引力波概念100周年以后,美国的LIGO【激光干涉引 力波天文台 (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory)】和欧洲的VIRGO引力波探测器联合发布消息,宣布已经探测到距离地球约13亿光年的两个大约30太阳质量的黑洞碰撞所发出的引力波。这是物理学界里程碑式的重大成果,引力波探测的成功,为人类观察宇宙提供了一个崭新的窗口。 关键词:广义相对论引力波探索历史意义

2016年2月11日,北京时间23:30分,加州理工学院、麻省理工学院、LIGO科学联盟、以及美国国家科学基金会,向全世界宣布: We have detected Gravitaiton Waves.We did it!(我们已经探测到引力波,我们做到了!)瞬间这一消息引爆微博、朋友圈等各大平台。作为一名大一的学生,我对这一“不明觉厉”的名词产生了浓厚的兴趣,在看过若干生动形象的科普视频、现场发布会实录、对著名科学家霍金的这方面的采访,查阅过相关文章后,决定系统地浅谈一下关于引力波的渊源、探索历史、具体定义,及这项轰动全球的事件背后重大的意义。 1915年,爱因斯坦发表广义相对论论文,革新了自牛顿以来的引力观和时空观,创造性地论证了引力的本质是时空几何在物质影响下的弯曲。1916年,爱因斯坦在广义相对论的框架内,又发表论文论证了引力的作用以波动的形式传播。 简单生动地来讲,引力波是时空中的涟漪。如果把时空想象成一张巨大的橡胶模,有质量的物质会让橡胶模弯曲,好比在蹦床上扔了个保龄球,质量越大,时空被引力波扭曲的越厉害。举个例子来说,地球绕着太阳转,是因为太阳的质量非常大,导致其周围的时空大大形变,如果想沿着这样的形变走直线,你会发现,事实上是在绕圈,轨道就是这样来的,并没有什么力拉着行星绕圈,只是时空弯曲着。有质量的物质一加速,改变了时空中的扭曲,引力波随之而生。任何有质量并且(或者)有能量的东西,都能产生引力波。要是两个人彼此相绕跳一支舞,他们也会导致时空的涟漪,但非常微不足道,实际

曾育盼_广义相对论与宇宙学学习感想

《广义相对论与宇宙学》学习感想 粒子物理:曾育盼16212299 我导师是研究暗物质理论的张宏浩老师,也是《广义相对论与宇宙学》任课老师。在学这门课前我学过一点广义相对论的皮毛,学完之后感觉受益匪浅,下面我将谈谈我的学习感想。 我们知道广义相对论是狭义相对论的推广,它将狭义相对论从惯性系推广到了非惯性系,从平直空间推广到了弯曲时间。而我也了解到量子场论是狭义相对论与量子力学的结合,老想着统一量子力学与相对论的我某一天学广义相对论时突然想到:度规可以描述时空的弯曲,量子场论中也有度规,那把弯曲时空的度规代入不就得到了弯曲时空的狭义相对论与量子力学了吗?这不就是广义相对论与量子力学的结合吗?虽然挺激动,但是隐隐觉得不会这么简单。在第一节《广义相对论与宇宙学》课后,我向张老师请教这个问题,张老师说:对呀,这就是弯曲时空的量子场论。我说:那这不就是广义相对论与量子力学的结合吗?老师说:但是这是半经典的,引力并没有量子化。一语点醒梦中人。我想起了玻尔的半经典氢原子模型,虽然是半经典的,但是物理发展上也起了重要作用。也许这种半经典的理论也会打开一条新道路。昨天去听施郁老师的讲座,他提了一下弯曲时空的量子场论是半经典。我突然想:广义相对论和量子力学是不可调和,但是似乎人们默认量子力学是正确,广义相对论需要被修改(量子化),也许结果是量子力学需要被“相对化”呢! 除了教书育人,张老师还邀请知名学者梁灿彬与戴自海老师来课

上给我们做讲座。梁老师的讲座涉及黑洞、虫洞、多维时空。其中四维立方体的循序渐进的推演令人印象深刻。还有关于穿越的过程,并不是像我开始想的那样是从虫洞的洞里穿过的,而是沿着洞壁穿过的。我们平常看到虫洞的图,只有那个面(压缩掉一维)才是我们的活动区域。而额外维也是一个神奇的东西。戴老师讲了宇宙的起源。其中的暗能量令我印象深刻。我问他暗能量用什么来描述,老师说就是爱因斯坦的宇宙常数。我震惊于这么复杂的东西原来只是用这么简洁的常数来描写。 之前我也看过爱因斯坦场方程。也知道由它引出了宇宙学这样一门学问。而宇宙看起来这么纷繁复杂,让人觉得宇宙学也必定是一门纷繁复杂的学问。那么由场方程推出宇宙学方程的过程应该也是复杂的。但是看过张老师在《广义相对论与宇宙学》课上的推导,我才发现原来宇宙学并没有那么复杂。宇宙学方程甚至看起来有点简洁优美。 而从场方程推出水星进动、引力波、黑洞等也没有想象中的那么复杂。一个方程可以导出这么多有趣现象,充分说明了广义相对论的强大。 总结:张老师的《广义相对论与宇宙学》课轻松幽默,收获多多:学到了知识,解决了疑惑,还更新了一些观念。当然,由于我个人的懒惰与后期重心放到了量子场论上,对于广义相对论的学习并不是很深入,希望之后的学习可以对广义相对论与宇宙有进一步的了解。

高考历史二轮习题:专题十四 近代以来世界的科学技术、19世纪以来的世界文学艺术

专题十四近代以来世界的科学技术、19世纪以来的 世界 文学艺术 一、选择题(每题3分,共45分) 1.伽利略不仅纠正了统治欧洲近两千年的亚里士多德的错误观点,更创立了研究自然科学的新方法。伽利略的新方法( ) A.促进近代自然科学产生 B.重视系统的观察和实验 C.推动了文艺复兴的开展 D.创立了经典力学体系 答案 B 伽利略在研究自然科学的过程中,重视系统的观察和实验,开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学,故选B项。近代自然科学诞生的标志是哥白尼《天体运行论》的发表,排除A项;文艺复兴的开展对伽利略新方法的创立产生重要影响,排除C项;牛顿创立经典力学体系,排除D项。 2.有学者认为,哥白尼的革命意味着把人从宇宙的中心和特权地位上撤换下来,而康德在一定意义上是把人当作偶像崇拜的。二者( ) A.对人的地位的认识是对立的 B.有利于思想解放运动发展 C.促进了近代科学的发展进步 D.动摇了中世纪神学的统治 答案 B 哥白尼提出“太阳中心说”否定了传统的“地球中心说”,“把人从宇宙的中心和特权地位上撤换下来”是指改变了人类对自然界的认识,开拓了人们的视野。“康德在一定意义上是把人当作偶像崇拜的”,提高了人的地位,有利于思想解放。据此可知B项符合题意。 3.“1859年11月24日清晨,雾霭中,伦敦几家书店的门口人声鼎沸,人们争先恐后地排队购买刚出版的新书……初版1 250本书在发行的当天就被销售一空。……书中的观点震撼了世界。”材料中提到的书籍是( ) A.《社会契约论》 B.《资本论》 C.《物种起源》 D.《共产党宣言》

答案 C 由题干中的时间信息“1859年11月24日”可知,该书是《物种起源》,故选C项。《社会契约论》出版于18世纪,故A项排除。《资本论》于1867年、1885年和1894年分为三卷出版,故B项排除。《共产党宣言》发表于1848年2月,故D项排除。 4.19世纪70年代,上海的生丝市场中一种新的交易方式通行起来。商人们在上海买到生丝的同时即在伦敦市场上将其出售。这种交易方式的通行得益于( ) A.中国生丝质量的提高 B.近代科学技术的进步 C.民族资本主义的初步发展 D.中国产业结构的调整 答案 B 从材料信息可知,上海生丝市场中的生丝交易可以与伦敦市场同步,这种交易方式的通行得益于近代通讯事业的进步,故选B项。中国生丝质量优劣与材料中的交易方式通行并无关联,排除A项;甲午战争以后,中国民族资本主义初步发展,C项与材料信息及史实均不符,排除;材料信息未涉及中国产业结构的调整,故D 项错误。 5.(2019江苏常州期末)引力波也被称为“时空的涟漪”,是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播并传输能量。成功预言了引力波存在的科学理论还( ) A.准确预见了海王星的存在 B.推动了欧洲启蒙运动进程 C.拓展了对宏观世界的认识 D.发现能量辐射的运动规律 答案 C 成功预言了引力波存在的科学理论是爱因斯坦的相对论。相对论拓展了对宏观世界的认识,故选C项。A项是牛顿力学的影响,排除;17世纪自然科学的进步推动了欧洲启蒙运动进程,相对论于20世纪初提出,故B项错误;D项属于量子力学成就,排除。 6.20世纪80年代,西欧国家纷纷采取措施以解决科技落后于美、日的问题。法国制定的“研究开发基本法”以信息技术为首要开发领域,联邦德国实施为期5年的

引力波天文学

AAA-001V0.1 2015/11/25 引力波暂现源的电磁对应体的探测 爱因斯坦探针科学论证报告 高鹤,范锡龙,吴雪峰,孙惠,张冰,范一中, 李立新,赵文,刘富坤,袁业 飞,IkSiongHeng,胡一鸣,袁为民 北京师范大学,湖北第二师范学院,紫金山 天文台,北京大学,中国科学技术大学,美 国内华达大学拉斯维加斯分校,格拉斯哥大学,马克斯-普朗克研究所,国台

AAA-001V0.1 2015/11/25 总结摘要(executive summary) Advanced LIGO对来自双黑洞并合事件GW150914的探测,标志着人类首次实现了引力波信号的直接探测,开启了引力波天文学的新时代。随着Advanced LIGO的继续运行以及Advanced Virgo、LIGO-India 等探测器的陆续加入,将有越来越多的引力波信号被探测到。探测引力波源的电磁对应体将极大的丰富引力波天文学的科学内容,人类将进入全新的多信使天文时代,例如:提高引力波源及其宿主星系空间位置精度估计,确定引力波源的红移、破除引力波模型中的简并参数,确定引力波暂现源前身天体的物理环境以及其产生的物理机制,测量宇宙学参数等等。由于引力波探测器的定位能力较差(Advanced LIGO~10-几百平方度),探测引力波暂现源电磁对应体对大视场高能观测设备提出了迫切需求。爱因斯坦探针具有大视场、高灵敏度、全天观测、快速指向能力和数据下传等方面的优势,特别是其大视场和高灵敏度,为引力波暂现源电磁对应体的探测提供了一个理想的观测平台。爱因斯坦探针的成功运行,将促进引力波天文学和引力波宇宙学的发展,并且使我国在引力波源的电磁波对应体研究方面处于国际领先的地位。

万有引力理论的成就练习题(含答案)

第七章 万有引力与宇宙航行 第3节 万有引力理论的成就 1.人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)在轨道运行的过程中,常常需要变轨。除了规避“太空垃圾”对其的伤害外,主要是为了保证其运行的寿命。据介绍,由于受地球引力影响,人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)运行轨道会以每天 100米左右的速度下降。这样将会影响人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)的正常工作,常此以久将使得其轨道越来越低,最终将会坠落大气层.下面说法正确的是( ) A .轨道半径减小后,卫星的环绕速度减小 B .轨道半径减小后,卫星的向心加速度减小 C .轨道半径减小后,卫星的环绕周期减小 D .轨道半径减小后,卫星的环绕角速度减小 【答案】C 【解析】卫星受到的万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律可得: 222 224Mm v G m m r m r ma r r T πω====, 解得:2T π= v = ω= 2GM a r = 故在轨道半径减小后,周期减小,线速度增大,角速度增大,向心加速度增大。故C 正确。 2.在某行星表面附近有一卫星,绕该行星做匀速圆周运动,测得其周期为T ,引力常量G 已知,则可算出 A .该行星的质量 B .该行星的直径 C .该行星表面的重力加速度 D .该行星的平均密度 【答案】D 【解析】AB .根据2 224Mm G mR R T π=得,行星的质量232 4R M GT π=,由于行星的直径未知,故无法求出行星的质量。故AB 错误。 C .根据2Mm G mg R =,行星表面的重力加速度222 4GM R g R T π==,由于行星的直径未知,故无法求出行星表面的重力加速度。故C 错误。

浅谈爱因斯坦相对论感想

浅谈学习爱因斯坦相对论的感想

在学习这们课程前对于相对论只是在书籍或一些科普节目听说过,通过老师深入浅出的讲解后对爱因斯坦的相对论也有了初步的了解。在学习过程中也有了自己一些体会与见解。虽然比较偏面与浅薄但也为自己在学习上打开了又一扇门。 在狭义相对论之前,牛顿继承伽利略等科学家的成果,加上自己的总结归纳以及在数学上创立用微积分解决变加速问题的方法,创立了以牛顿运动力学为核心的经典运动力学(也叫古典运动力学)。但是,在19世纪许多的科学技术革新后,人类对于非运动学的电磁现象有了深入的探索,许多电磁学的物理规律直接违反古典运动力学的定律。在古典运动力学中,光速没有任何理论限制,可以任意大,而且可以是不恒定的,这缺乏实验根据,仅仅是早期科学家的猜测。然而,电磁学精确实验验证:真空光速与真空介磁常数及真空介电常数直接相关,也是一个常数!这些尖锐矛盾导致大家对于缺乏精确实验证据的古典运动力学产生怀疑。 为解决这个矛盾,爱因斯坦创造性地以电磁学理论出发,承认真空光速最大且对于任意观测者恒定,并且遵从电磁学中物理规律对于不同观测者都相同两个原则,成功推导出洛仑兹先生通过精确电磁学实验测定出的轮伦兹变换公式。于是,狭义相对论诞生了,它纠正了古典运动学在电磁

学上的错误,并且涵盖了古典运动学的基本定律,统一了运动力学和电磁力学。 相对论问世,人们看到的结论就是:四维弯曲时空,有限无边宇宙,引力波,引力透镜,大爆炸宇宙学说等等.这一切来的都太突然,让人们觉得相对论神秘莫测,因此在相对论问世头几年,一些人扬言全世界只有两个半人懂相对论".更有甚者将相对论与"通灵术","招魂术"之类相提并论.其实相对论并不神秘,它是最脚踏实地的理论,是经历了千百次实践检验的真理,更不是高不可攀的. 广义相对论就是说由于物质的存在引起了时空的弯曲,通俗理解是:如果一个“空间”中的任意一个“点”最少需要n个线性无关的有序数组(向量)来描述,我们就可以认为这是一个数学上的n维空间。我们的普通空间需要用三个数来描述:长、宽、高。但这样描述的仅仅是一种静态的图像,要想描述物质的运动,还应该引入一个数:时间。这样,如果想描述完整的物质运动,就需要用四个数来描述。 广义相对论预言了引力波的存在,否定了万有引力定律的超距作用.当光线由恒星发出,遇到大质量天体,光线会重新汇聚,也就是说,我们可以观测到被天体挡住的恒星。爱因斯坦将场方程应用到宇宙时,发现宇宙不是稳定的,它要么膨胀要么收缩。以上便是我对最近学习爱因斯坦相对论的粗浅体会希望在以后的学习中有进一步的提高。

相对论与量子力学的矛盾问题

论多维空间中量子力学与相对论的矛盾问题 阿尔伯特·爱因斯坦一生发现了很多东西,最重要的是提出了量子力学和广义的相对论。广义相对论代表了现代物理学中引力理论研究的最高水平,在天体物理学中有着非常重要的应用,还提出了引力和引力波的存在,是现代宇宙学膨胀宇宙论的理论基础。并且它是能够与实验数据相符合的最简洁的理论。量子力学是研究原子和次原子等“量子领域”的运动规律的物理学分支学科,基本原理包括量子态的概念,运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱。不过,仍然有一些问题至今未能解决,典型的即是如何将广义相对论和量子物理的定律统一起来,或者说怎样理解这两大理论的统一? 这个矛盾问题在科学家们提出的多维空间里有了解释。首先我们先来了解一下我们的多维空间。"维"是一种度量,在三维空间坐标上,加上时间,时空互相联系,就构成四维时空。现在科学家的理论认为整个宇宙是十一维的,只是人类的理解只能理解到三维。零维是点,一维是线,二维是面,三维是静态空间,四维是动态空间(因为有了时间)。在这个四维时间线上任何一点都有无限种发展趋势,从四维上的某一点分出无限多的时间线,构成了五维空间。五维空间上两条时间线如同二维空间(如报纸上的两个对角点)不能直接到达,而把报纸对折就可以直接到达报纸上的对角点。五维空间也可以弯曲,产生了六维空间,在六维空间中可以直接到达五维时间线上的任意一点。七维空间包括了从宇宙大爆炸开始到宇宙结束,所有空间维,所有时间维上的所有可能性,以及在任意两点直接到达的可行性。五维空间是某一点产生无限个发展趋势,七维是所有点即无限点上产生无限个时间线。,八维空间中包括了从大爆炸处产生的无限多个宇宙,这些宇宙中有不同的物理定律,不同的引力常数,或许有没有万有引力也说不定,不同的光速。九维空间则是八维空间的弯曲,在八维空间中,不到直接在各个宇宙中到达不同的两点,而九维空间中则可以在八维空间中的两点间直接到达。根据超弦理论,最小粒子不是实体的物质,而是由不同振动频率的超弦形成的物质,不同的频率产生了不同外在表现。在十维空间中,物质已经没有差别,或是已经没有物质。只存在不同振动频率的弦。在十维空间中一切皆有可能。在超弦理论的研究中,发现十维空间还有理论漏洞,新的膜理论就在超弦的线上展拓成超膜,以十一维空间来解释宇宙。 理解了宇宙的空间有更多维存在,再回过来看相对论与量子理论是如何产生矛盾的,我们就很容易理解了:这两个理论在日常的三维空间里是不可能统一的,它们的矛盾是必然的,只有在高维空间里才能得到统一。

《一名物理学家的教育历程》练习(附答案详解 )

《一名物理学家的教育历程》练习答案 一、语用小题夯基练 阅读下面的文字,完成1~3题。 外面的世界很精彩,充满着未知的神秘,蕴含着无穷的力量,既然如此,为何还要________呢?不如走出这个习惯守旧的圈子,去体验“海阔凭鱼跃,天高任鸟飞”的自由与快乐!李氏青莲,曾让贵妃研墨,力士脱靴,享受着至高无上的荣耀,只因“我辈岂是蓬蒿人”,告别了繁华的都市——长安。但心中那份“________”的志向,让他并不气馁,他游历四方,挥洒豪情,写下了无数动人的篇章。如果他当初不走出官场这个限制他才华的“圈子”,何来“诗仙”之美名,怎会留下传诵千古的美妙诗句呢? ()。 日裔美籍物理学家加来道雄,童年时内心充满了无限的________,常会给自己提出只有孩童才问的________的问题,比如“鲤鱼怎样观察它们周围的世界”“鲤鱼的世界会是什么样子”等等,可正是这份幼稚,让他走出物理学家固有的思维“圈子”,走出成人习惯守旧的“圈子”,开启了他对未来探索的大门,获得了事业的巨大成功,被誉为“第二个爱因斯坦”。 1.依次填入文中横线上的词语,全都恰当的一项是() A.畏葸不前天涯何处无芳草遐想昏昏然 B.墨守成规天生我材必有用遐想傻乎乎 C.墨守成规天涯何处无芳草憧憬昏昏然 D.畏葸不前天生我材必有用憧憬傻乎乎 解析:选B第一组,畏葸不前:畏惧退缩,不敢前进。墨守成规:守着老规矩不肯改变。结合下文“走出这个习惯守旧的圈子”分析,此处应选“墨守成规”。第二组,天涯何处无芳草:一是指大千世界机会很多,不要过分注重于某一件事儿而不知变通;二是指男女之间没有必要固守一方,可以爱的人或值得爱的人很多。天生我材必有用:指上天生下我,一定有用到我的地方。前文引用了李白的“我辈岂是蓬蒿人”,此处运用李白的诗句“天生我材必有用”更妥帖。第三组,遐想:指悠远、无拘无束地想象联想。憧憬:对美好事物的向往。结合下文语境选“遐想”更合适。第四组,昏昏然:是指脑子不清醒,昏昏欲睡的样子。傻乎乎:糊涂无知或憨厚老实的样子。结合上下文语境看,用“傻乎乎”更妥当。 2.下面填入文中括号内的语句,衔接最恰当的一项是() A.走出这个圈子,人们会感受到不一样的世界,看到不一样的自己 B.人们会看到不一样的自己,走出这个圈子,感受到不一样的世界 C.人们会感受到不一样的世界,走出这个圈子,看到不一样的自己

引力波

在爱因斯坦的广义相对论中,引力被认为是时空弯曲的一种效应。这种弯曲时因为质量的存在而导致。通常而言,在一个给定的体积内,包含的质量越大,那么在这个体积边界处所导致的时空曲率越大。当一个有质量的物体在时空当中运动的时候,曲率变化反应了这些物体的位置变化。在某些特定环境之下,加速物体能够对这个曲率产生变化,并且能够以波的形式向外以光速传播。这种传播现象被称之为引力波。 当一个引力波通过一个观测者的时候,因为应变(strain)效应,观测者就会发现时候时空被扭曲。当引力波通过的时候,物体之间的距离就会发生有节奏的增加和减少,这个频率对于这了引力波的频率。这种效应的强度与产生引力波源之间距离成反比。绕转的双中子星系统被预测,在当它们合并的时候,是一个非常强的引力波源,由于它们彼此靠近绕转时所产生的巨大加速度。由于通常距离这些源非常远,所以在地球上观测时的效应非常小,形变效应小于1.0E-21。科学家们已经利用更为灵敏的探测器证实了引力波的存在。目前最为灵敏的探测是aLIGO,它的探测精度可以达到1.0E-22。更多的空间天文台(欧洲航天局的eLISA计划,中国的中国科学院太极计划,和中山大学的天琴计划)目前正在筹划当中。 引力波应该能够穿透那些电磁波不能穿透的地方。所以猜测引力波能够提供给地球上的观测者有关遥远宇宙中有关黑洞和其它奇异天体的信息。而这些天体不能够为传统的方式,比如光学望远镜和射电望远镜,所观测到,所以引力波天文学将给我们有关宇宙运转的新认识。尤其,引力波更为有趣的是,它能够提供一种观测极早期宇宙的方式,而这在传统的天文学中是不可能做到的,因为在宇宙再合并之前,宇宙对于电磁辐射是不透明的。所以,对于引力波的精确测量能够让科学家们更为全面的验证广义相对论。 (图1) 图1:引力波谱;不同引力波源所对应的频率范围(注意频率是取了对数后的值),周期。以及所对应的探测方式。 通过研究引力波,科学家们能够区分最初宇宙奇点所发生的事情。原则上,引力波在各个频率上都有。不过非常低频的引力波是不可能探测到的,在非常高频的区域,也没有可靠的引力波源。霍金(Stephen Hawking) 和以色列(Werner Israel)认为可能可以被探测到的引力波频率,应该在1.0E-7 Hz 到1E11Hz之间。 引力波在不断的通过地球;然而,即使最强的引力波效应也是非常小的,并且这些源距离我们很远。比如GW150914在最后的剧烈合并阶段所长的引力波,在穿过13亿光年之

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