关于引力波的探测与未来前景

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关于引力波的探测与未来前景

关于引力波的探测与未来前景

在我们身边存在着各种各样的波。池塘里碧波荡漾、大海中波浪滔天,这是我们看得见的水波;小提琴琴声缭绕使人心潮澎湃,老师讲课发出的声音,这是听得到、看不见的声波;地震时房屋倒塌,地动山摇,这是我们听不到也看不见,但破坏力极强的地震波。除此之外,在我们身边还有五彩斑斓的光波、传递信息的无线电波等等。那么在神秘的宇宙间,还存在这一种既看不见,又摸不着,甚至很难探测到的一种波——引力波。

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。时空命令物质如何运动,而物质引导时间如何弯曲。如果把时空想象成一张巨大的橡胶膜,有质量的物体会让橡胶膜弯曲,就像在蹦床上扔了一个保龄球。质量越大,时空被引力波扭曲的越厉害。就好比太阳系,太阳的质量非常大,导致周围的引力波发生扭曲,时空大大形变而产生了巨大的涟漪,而地球与其他行星正位于这涟漪之内。如果你想在这样的形变下走直线,最终你会发现你实际上是在绕着形变的中心也就是发出引力波的中心绕圈。轨道就是这么来的,并没有什么力拉着行星绕圈,而是时空的扭曲导致行星在绕圈。所以从某种意义上来讲行星是在这段时空内做直线运动,只不过时空是弯曲的罢了。有质量的物体一加速,改变

了时空中的扭曲,引力波随之而生。任何有质量的物体并且有能量的物体都能产生引力波,要是我们绕着操场跑一圈,我们也会产生时空的涟漪。但是由于我们的质量太小,那些引力波太微不足道了,实际上根本无法被探测到。就像前不久LIGO科学合作组织在2月11号直接探测到了引力波,而此次探测到的引力波是由两个黑洞合并引发的。这两个黑洞的直径都在150公里左右,它们不断靠近,旋转,并最终合并成一个黑洞。两个黑洞一个达到太阳质量的29倍,一个为太阳质量的36倍。据推测,两个黑洞的合并发生在13亿年前,合并过程中产生的引力波经漫长的传播最终抵达地球。据推测,两个黑洞以1/2光速的速度相撞后合并。二者在合并的过程中释放出约3个太阳质量的能量,这些能量以引力波的形式辐射出去。在穿过13亿光年之后到达地球,最为时空的涟漪,也仅仅将LIGO的4公里臂长改变了一个质子直径的万分之一,也相当于将太阳系到我们最近恒星之间距离改变了一个头发丝的宽度。这种及其微小的变化,如果不借用异常精密的探测器,我们根本是探测不到的。所以对于我们的质量来说,完全不可能将我们所释放的的引力波探测到。

那么,LIGO是如何探测到引力波的呢?首先,它采用的是激光干涉的思路。如果你我之间的时空被拉伸或者压缩了,仅凭我们去观察地上等距的标记,是不可能的。因为这

些标记间的距离被拉长了。但是有一把尺的量度不会变,就是利用光速的尺。如果两点间的距离被拉伸了,光就需要更长的时间从这头跑到那头,而如果是被压缩了,光则需要更短的时间来到达。这就是LIGO的出发点。它有4公里长的真空隧道,用激光来测量从隧道这头到那头距离的变化。当有引力波传来时,它会把时空在一个方向上拉长,而在另一个方向上压缩。通过测量从不同的点反射回的激光产生的干涉条纹,我们就可以非常精确地测量这之间的距离是拉伸了还是压缩了,而精度之高让人难以想象,要达到测量引力波的要求,我们需要分辨在长度上1023分之几的变化,好比分辨一根1021米的杆子上2mm的压缩。

1916年,爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。广义相对论中预言了引力波会产生于强引力场的天体事件。引力波与宇宙中物质的相互作用是非常微弱的,可以传播至很远的宇宙空间。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。在高中物理课本中,选修3-4中即有对相对论与天体物理的初步介绍。

在前不久的2月11日,美国当地时间上午10点30分(北京时间2月11日23点30分),美国国家科学基金会

(NSF)召集了来自加州理工学院、麻省理工学院以及LIGO 科学合作组织的科学家在华盛顿特区国家媒体中心宣布:人类首次直接探测到了引力波。美国科研人员宣布,他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)于去年9月首次探测到引力波。这一发现印证了物理学大师爱因斯坦100年前的预言。而前面已经提过,这次被探测到的引力波来自于双黑洞合并。引力波的发现意义重大,从科学意义上看,引力波可以直接与宇宙大爆炸连接。广义相对论中预言的引力波也可以产生于宇宙大爆炸中,这就是说大爆炸之初的引力波在137亿年后的今天仍然可以探测到。学界普遍认为,引力波的发现是物理学和天文学的一项重大突破。它开启了人类探索宇宙的一扇大门,一旦发现了宇宙大爆炸时期的引力波,就可以揭开宇宙的各种谜团,甚至了解宇宙的开端和运行机制,揭开宇宙诞生早期的奥秘。

LIGO的创始者之一、麻省理工学院物理学教授雷纳·维斯说,“引力波的发现漂亮地印证了爱因斯坦在100年前的预言。如果我们有机会告诉他这件事,我真想看看他脸上的表情。”在哥伦比亚大学物理学教授绍博尔齐·马尔卡看来,人类此前的天文学发现都好似“眼睛”,而引力波的发现意味着人类长了“耳朵”。他表示,引力波携带大量信息,它的发现可帮助科研人员更好地了解黑洞。

那么在我们的宇宙当中,什么样的天体才能够撼动产生可以探测到的引力波呢?对于地面上的探测器,通过认为下面的四种可以产生:

(1)旋进(In-spiral)或者合并的致密星双星系统。比如中子星或者黑洞的双星系统。非常类似于发布会当中的系统。

(2)快速旋转的致密天体。这类天体会通过周期性的引力波辐射损失掉角动量,它的信号的强度会随着非对称的程度增加而增加。可能的候选体包括非对称的中子星之类的。

(3)随机的引力波背景。非常类似于我们通常熟知的宇宙背景辐射,这一类背景引力波,也通常叫做原初引力波,它是早期宇宙暴涨是的遗迹。2014年由加州理工、哈佛大学等几个大学的研究人员所组成的BICEP2团队曾宣称利用南极望远镜找到了原初引力波,但是后来证实为银河系尘埃影响的结果。原初引力波的探测将是对暴胀宇宙模型的直接验证,对于它的探测依旧在努力寻找之中。

(4)超新星或者伽马射线暴爆发。恒星爆发时非对称性动力学性质也会产生引力波。而直接探测到来自于这些天体的引力波,将是提供对这些天体最直接而且最内部的信息。

以上的天体都能够产生地面探测器所探测到的引力波信号(频率大约几到几百赫兹)。还有一类天体,也能够产生比较较

强的引力波,只是产生的频率比较低而已(频率在0.01赫兹以下)。

(5)超大质量黑洞。在星系的中心,我们知道会有一个超大质量黑洞的存在。星系在演化的过程当中,会彼此合并,所以在某些星系中间,会有两个黑洞。非常类似于LIGO所探测到的双恒星级黑洞,这两个双黑洞在绕转和最终的合并的之时,也会产生很强的引力波。这种引力波可以利用空间探测器来探测。

目前,世界各国各种各样的引力波探测器正在建造或者运行当中,除了这次直接探测到引力波的advanced LIGO以外,还有众多的其他引力波天文台。位于意大利比萨附近,臂长为 3千米的VIRGO;德国汉诺威臂长为600米的GEO;日本东京国家天文台臂长为300米的TAMA300。这些探测器曾在2002年至2011年期间共同进行观测,但并未探测到引力波。所以之后这些探测器就进行了重大升级,两个高新LIGO(升级版的LIGO)探测器于2015年开始作为灵敏度大幅提升的高新探测器网络中的先行者进行观测,而高新VIRGO(升级后的VIRGO)也将于2016年年底开始运行。日本的项目TAMA300进行了全面升级,将臂长增加到了3公里,改名为叫KAGRA,预计2018年运行。因为在地面上很容易受到干扰,所以物理学家们也在向太空进军。欧洲的空间引力波项目eLISA(演化激光干涉空间天线)。eLISA将由三个相同的探测器构成为一个边长为五百万公里的等边三角

形,同样使用激光干涉法来探测引力波。此项目已经欧洲空间局通过批准,正式立项,目前处于设计阶段,计划于2034年发射运行。作为先导项目,两颗测试卫星已经于2015年12月3日发射成功,目前正在调试之中。中国的科研人员,在积极参与目前的国际合作之外之外,也在筹建自己的引力波探测项目。目前,我国主要有三个大型引力波探测项目,一个是由中科院胡文瑞院士和吴岳良院士作为首席科学家的太极计划,它非常类似于欧洲eLISA计划。另外一个太空计划是由中山大学罗俊院士领衔的“天琴计划”,相比较太极,它将位于地球之上的10万公里轨道处,三个卫星的间距也是大约在10万公里之上。第三个是由中科院高能物理研究所主导的“阿里实验计划”,阿里实验计划是在计划在我国西藏的阿里地区放置一个小型但具有大视场的射电望

远镜,从地面上聆听原初引力波的音符。这些项目现在预研阶段。

神秘的宇宙在吸引着我们,无数的谜题正等着我们去一一解开。相信有了引力波的发现,在不久的将来,我们一定可以探索到宇宙不为人知的一面,揭开宇宙的各种谜团,了解宇宙诞生早期的奥秘。

高一16班

李张瀚

原初引力波与阿里探测计划

原初引力波与阿里探测计划 张新民苏萌李虹李明哲蔡一夫 2016年3月公布的我国“十三五”规划纲要中列入了“强化宇宙演化、物质结构、生命起源、脑与认知等基础前沿科学研究”,从国家科技发展的战略高度肯定了宇宙演化等基础前沿科学的重要性。不久前的2016年2月11日,LIGO实验组和美国自然科学基金委员会联合宣布探测到来自于十三亿年前由两个黑洞并合产生的引力波,这是人类第一次直接探测到引力波,可谓一项里程碑式的发现。 ▍一、引力波源及其探测方式 引力波源大体可分为两种,天体物理起源和宇宙学起源。对应不同的波源,相应的探测方式也不一样,如图1所示。 图1,引力波的源及相应的探测方式 (图片来自NASA Goddard Space Flight Center)▍(一)天体物理起源的引力波及其探测

天体物理起源包括以下三类: (1)中子星、恒星级黑洞等致密天体(几十个太阳质量左右)组成的致密双星系统的合并过程。这类引力波的频率处于10赫兹- 1000赫兹量级的高频段,相应的探测手段是地面激光干涉仪。与迈克耳孙干涉仪一样,在引力波激光干涉仪中激光被分裂成两束后在两个垂直的臂中传播并发生干涉。当引力波经过时,局部的时空发生变形,两个臂的相对长度会发生改变,相应地激光干涉条纹就会移动。此类实验最具代表性的就是LIGO,利用长达4千米的两个互相垂直的探测臂首次探测到了引力波信号。 (2)大质量黑洞并合过程的后期、银河系内的白矮双星系统。频率为10?5赫兹 -1赫兹,这类引力波信号可通过空间卫星阵列构成的干涉仪来探测,如欧洲的eLISA计划。 (3)超大质量黑洞(数百万到数亿太阳质量)并合。频率为10?9赫兹 -10?6赫兹,探测手段是脉冲星计时,即利用地面上的大型射电望远镜,监视校准后的若干毫秒脉冲星。如果其附近有大质量黑洞并合时发出的引力波,这些毫秒脉冲星的脉冲频率会有变化。国际上20世纪70年代就开始这方面的研究,90年代已获得诺贝尔奖,我国在这方面有计划运行的FAST实验。 综上所述,天体物理过程产生的是高频引力波,相应的探测装置覆盖的频率范围在10?9赫兹以上。 ▍(二)宇宙学起源的原初引力波及其探测 除了天体物理起源以外,在宇宙的早期剧烈的量子涨落会产生充满整个宇宙空间的引力波,称之为原初引力波。自1940年代以来,

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

未来三十年中国城市发展十大新趋势

未来三十年中国城市发展十大新趋势 发布时间:2012-08-16 18:03:05来源:中国产业洞察网 北京国际城市发展研究院院长连玉明十九日在北京举行的“中国城市论坛二00八年北京峰会”上提出,未来三十年,中国城市将呈现出城市人口突破十亿、千万人口的巨型城市将达二十个等十大新的发展趋势。 连玉明认为,改革开放是中国城市综合竞争力提升的重要源泉。未来中国改革开放进程的加速,也必然推进中国城市化的进程。未来三十年中国城市将呈现十大新的发展趋势:一是城市人口突破十亿大关,住房和就业成为城市两大难点。到二0二五年,中国城市化率将接近百分之六十六,城市人口达到九点一五亿。 二是人口超过一千万的巨型城市将达到二十个,北京、上海、广州、深圳、天津、武汉、重庆、成都首先进入巨型城市行列。交通拥堵、资源紧缺、环境污染成为大城市痼疾。 三是城市群成为中国城市化的主导,长三角、珠三角、京津冀三大城市群贡献率超过百分之七十。 四是流动人口成为中国城市化加速发展的主要驱动力。到二0二五年,中国将新增城市人口三点五亿,其中流动人口将超过二点四亿。 五是现代服务业主导城市经济,中国城市将实现从“工业经济”向“服务经济”的战略转型。 六是城乡经济社会发展一体化新格局基本形成。特别是户籍制度、土地制度、社会保障制度、金融制度、公共服务制度改革将成为加速城乡一体化的重要引擎。 七是中产阶级成为城市主流,公民参与意识增强,城市民主化进程加快。 八是临空产业及空航新城建设将成为未来城市发展的重要增长极。二0二0年中国民航

机场将达到二百四十四个,将形成北方、华东、中南、西南、西北五个区域机场群。 九是环保和生态将成为宜居城市的首选。城市宜居还必须解决交通拥堵、环境污染和高房价三大难题。 十是城市可以预见和难以预见的风险和多种安全威胁增多,城市完成多样化应急任务和城市治理任务繁重而艰巨。 连玉明强调,未来三十年不仅是中国城市的加速发展期和成长关键期,也是城市病的多发期和爆发期。特别是当前贫富差距进一步扩大等不稳定因素正在演变为城市的潜在风险,必须引起政府和社会高度重视。(来源:城市规划网)

原初引力波与阿里探测计划

3 原初引力波与阿里探测计划 张新民1 苏 萌2 李 虹3 李明哲4 蔡一夫5 (1 中国科学院高能物理研究所理论物理研究室 100049;2 麻省理工学院物理系 02139;3 中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心 100049;4 中国科技大学交叉学科理论研究中心 230026;5 中国科技大学天 文学系 230026) 2016年3月公布的我国“十三五”规划纲要中列入了“强化宇宙演化、物质结构、生命起源、脑与认知等基础前沿科学研究”,从国家科技发展的战略高度肯定了宇宙演化等基础前沿科学的重要性。不久前的2016年2月11日,LIGO 实验组和美国自然科学基金委员会联合宣布探测到来自于13亿年前由两个黑洞并合产生的引力波,这是人类第一次直接探测到引力波,可谓一项里程碑式的发现。 一、引力波源及其探测方式 引力波源大体可分为两种,天体物理起源和宇宙学起源。对应不同的波源,相应的探测方式也不一样,如图1所示。 (1)中子星、恒星级黑洞等致密天体(几十个太阳质量左右)组成的致密双星系统的并合过程。这类引力波的频率处于10~1000赫兹量级的高频段,相应的探测手段是地面激光干涉仪。与迈克耳孙干涉仪一样,在引力波激光干涉仪中激光被分裂成两束后在两个垂直的臂中传播并发生干涉。当引力波经过时,局部的时空发生变形,两个臂的相对长度会发生改变,相应地激光干涉条纹就会移动。此类实验最具代表性的就是LIGO ,利用长达4千米的两个互相垂直的探测臂首次探测到了引力波信号。 (2)大质量黑洞并合过程的后期、银河系内的白矮双星系统。频率为10–5~1赫兹,这类引力波信号 可通过空间卫星阵列构成的干涉仪来探测,如欧洲的eLISA 计划。 (3)超大质量黑洞(数百万到数亿太阳质量)并合。频率为10–9~10–6赫兹,探测手段是脉冲星计时,即利用地面上的大型射电望远镜,监视校准后的若干毫秒脉冲星。如果其附近有大质量黑洞并合时发出的引力波,这些毫秒脉冲星的脉冲频率会有变化。国际上20世纪70年代就开始这方面的研究,90年代已获得诺贝尔奖,我国在这方面有计划运行的FAST 实验。 综上所述,天体物理过程产生的是高频引力波,相应的探测装置覆盖的频率范围在10–9赫兹以上。 (二)宇宙学起源的原初引力波及其探测 除了天体物理起源以外,在宇宙的早期剧烈的量子涨落会产生充满整个宇宙空间的引力波,称之为原初引力波。自20世纪40年代以来,经典热大爆炸宇宙学取得了巨大的成功,其预言的宇宙轻元素丰度、 宇宙微波背景辐射等均被实验证实,其中关于微波背 图1 引力波的源及相应的探测方式(图片来自NASA Goddard Space Flight Center ) (一)天体物理起源的引力波及其探测 天体物理起源包括以下三类: DOI:10.13405/https://www.360docs.net/doc/ff3138368.html,ki.xdwz.2016.02.001

中国城市发展的现状与未来

中国城市发展的现状与未来 (一)中国城市发展历程 中国城市化经历了漫长曲折的过程。1950年代由于国内外政治经济形势,特别是农业生产能力的相对落后,国家采取了“积极推进工业化,相对抑制城市化”的政策导向,实行城乡分治,限制农村人口向城市迁移。1950~1978年中,虽然工业化水平增加了27个百分点,但城市化水平仅增加了7个百分点。 改革开放后,中国城市进入稳定发展时期,城市化明显加速。改革开放初期,返城人口激增,城市化提速,1978~1985年的8年间城镇人口所占比重提高了5个百分点,1984年城市经济体制改革开启了城市发展的新时代,大量城市就业机会的增长吸引了巨大数量的农民工群体,15年中城市人口所占比重又提高了12个百分点。进入21世纪,国家通过户籍、社会保障一系列改革,城市化进一步加速,至2006年城镇化率达到43.9%,6年间提高了6.28个百分点。 1.城市空间结构的演变 受殖民地半殖民地和封建制度的影响,中国近代城市主要分布于东部沿海、沿江地区,1949年东部地区城市人口占城市总人口比重达67%。中华人民共和国成立以后,国家调整城市区域布局政策,工业和城市布局向中西部地区倾斜,东部地区城市人口占总城市人口比重1978年下降到47.9%,19851985年进一步下降到47%。改革开放以后,东部地区发展优势突出,也得到了更多的优惠政策倾斜,城市发展迅速,至2004年东部城市人口所占比重达到52.1%。21世纪初,中央提出西部大开发政策,西部地区城市发展加速,其城市人口占城市总人口比重由1998年的15.8%上升到2004年的18.3%。 2.城市规模结构的变化 中华人民共和国成立初期,特大城市发展迅速,其人口占全国城市人口比重由1949年的36%上升到1965年的44.9%,小城市人口所占比重则由25.5%下降为15.6%。文化大革命十年,特大城市服务业功能萎缩,人口相对减少,到1978年其人口所占比重下降到37.5%。 改革开放以后,随着上山下乡人员返城,特大城市人口出现了恢复性增长,所占城市总人口比重到1985年达到39.3%。与此同时,由于农村经济活跃,与农村连接紧密的小城市也出现了快速增长趋势,其占城市总人口比重由1978年的14.1%上升到1985年的17.0%。但是由于贯彻限制大城市规模、积极发展中小城镇方针,到1998年特大城市人口所占比重下降到36.6%。21世纪以来,国家对大城市的限制政策放松,大城市和特大城市再次成为城市发展的重心。1998~2004年大城市、特大城市占城市总人口比重分别提高了3.3和2.9个百分点。 3.城市产业结构的演进 旧中国城市多为封建统治的政治文化中心或殖民半殖民地经济中心,共同特点是生产能力低下,寄生性和消费性强,新中国成立初期为发展生产,国家对部分城市产业结构进行了调整,上海等特大城市过剩的消费服务功能被转移到内地城市,其他城市也加强了生产性建设,城市工业生产加强。1950年代后期,城市建设受“左倾”思想影响,城市的生产性功能进一步被强调,消费功能被进一步削弱或取缔,城市工业也进一步重工业化,形成畸形的产业结构;各城市之间也追求“大而全”、“小而全”,纷纷建立独立、完善的工业体系,以达到自我供给、自我平衡,导致城市功能单一、产业结构趋同。 改革开放以后,城市各行各业都获得了巨大的发展,市场作用日益扩大,城市经济也逐渐由

解析中国城市未来发展的九大趋势(精)

解析中国城市未来发展的九大趋势 【2010年10月上下半月VIP 会员免费更新下载】454份 5.2G 解析中国城市未来发展的九大趋势中国城市化是中国也是全球21世纪最重要的事件之一,中国城市未来发展无疑将为全球和中国的诸多领域同时带来机遇与挑战。分析未来中国城市化发展的关键影响因素,了解未来中国城市发展的基本趋势,无论对于区域、国家或是国际,政府、企业或是非营利机构,投资者、旅游者或是居民,未来进行前瞻性的决策,都具有重要意义。 一、未来城市化的主要影响因素 1、经济发展及其布局:内需比重扩大,服务业比重增加。经过30多年的改革开放和高速发展,中国已经基本实现小康。按照国际一般规律,当人均收入超过3000美元,进入中下发展水平阶段,国民消费需求将迅速增长,中国正处在工业化的中期和城市化的加速期,以消费为主体的内需增长正在释放,正像外部需求为沿海地区发展提供巨大市场一样,国内巨大的需求为全国发展提供了巨大的市场。同时,随着中国工业化外向型解析中国城市未来发展的九大趋势、外延式扩张发展模式走到尽头,中国正在面临外需和工业“双难依赖”的新形势,加快城市化进程必将成为推进国民经济发展的战略选择,不仅可以有力地释放被结构扭曲压抑的潜在生产力,有效地提高国名经济的整体效益,更是新阶段国民经济发展的带动力量。 2、资源环境状况及布局:资源稀缺,空间分布不均。中国水资源时空分布不均匀,南北自然环境差异大。以水资源为例,北方地区缺水严重,有9个省市人均水资源不到500立方米,实属少水地区。目前,中国内地现有的661座城市中,约有600座城市供水不足,420多座城市缺水,110座城市严重缺水,30座特大城市长期缺水。就土地资源而言,世界范围来看,中国是土地人均占有量于较小的国家,国家内人均土地面积从东南向西北逐步增加。2008年中国耕地为18.26亿亩,到2020年将减少到18.05亿亩。这也就是说,在未来11年里能够农转非的耕地是2074万亩,平均每年不足190万亩。

城市未来发展趋势

从科技创新的角度,观察未来城市的发展趋势,其主要特点体现在以下5个方面: 首先,清洁能源将成为城市能源的主要形式。近200年来,城市随着工业经济的迅猛发展而快速扩张,在煤炭、石油等化石能源的熊熊燃烧中得以实现,但也带来了环境污染、能源紧缺和全球气候变化等全球性问题。太阳能光伏发电、风能、生物质能、新能源汽车、水源/地源热泵等先进技术的大规模利用 其次,资源的循环高效利用将成为城市经济的主要模式。城市的发展消耗了大量的资源,也带来了大量的生产、生活废弃物,人们生活的环境面临恶化的趋势。成为“资源-产品-回收-再利用”物质循环流动的过程。 第三,城市的运行将具备“感知”和“自适应”能力。射频识别RFID、下一代无线通信网 TD-LTE、智能交通及智能安全监控等系统的集成应用, 第四,知识型服务业将成为城市未来产业的主要形态。目前全球服务业增加值占国内生产总值的比重已超过65%,发达国家已越过70%。未来的城市将形成以金融服务、现代物流、信息服务、教育与研发服务、创意以及产品设计等相关的知识密集型服务业为主的产业形态。第五,城市带、城市群(圈)将成为城市发展的重要方向。随着快捷便利的信息网络和交通网络不断完善,拉近了城市之间的距离,将城市与城市有机地联接起来,形成了各具特色、优势互补、协同发展的城市带、城市群(圈),如日本东京城市圈、英国伦敦城市圈、德国鲁尔城市带和中国的长三角、珠三角、京津唐城市圈等。 一.未来30年我国区域经济发展的新格局 (一)东西部地区经济差距继续扩大,人均收入差距可望缩小 随着进一步对外开放,沿海地带仍将是投资的热点地区。 首先,从石油、铁矿、粮食、棉花等重要资源的供给来看,国内的储量不足;中西部地区的开发大多是从资源开发起步的,而资源开发一般具有投资大、周期长、投资回收慢等特点,其次,沿海地区的产业密集度高,企业之间有利于形成合理的分工关系,以降低生产成本。再次,沿海地区城市化水平较高,基础设施建设成本相对较低。沿海地区人口密度大,国土面积小,社会管理成本低。西部地区的文化、教育、科技、卫生事业总水平明显低于东部沿海地区,社会经济管理水平低,管理成本高。 随着西部大开发战略的实施和人口向沿海地区流动,西部地区人均收入水平会有较大程度的提高,与东部地区的人均收入差距有望缩小。政府投资的倾斜有利于提高西部地区人民收入的提高。东西合作的加强、城市规模的扩大、第三产业的发展以及企业活力的提高,不仅能够增加就业,而且能够提高工资水平。随着西部地区基础教育的改善、人口素质的提高和全国劳动力市场的建立,西部地区的劳动力和人口将随着东部地区劳动力需求的增加向东部地区流动,西部地区的人口可能出现减少的趋势。“分子”增加,“分母”减少,人均收入必然增加,相应东部地区的“分子”“分母”同比例增加,因此二者的差距是有望缩小的。 (二)三大城市群继续主导中国经济发展 20世纪90年代,中国经济的显著特征是长江三角洲、珠江三角洲和京津冀三大城市群不仅发展速度快,而且经济规模占全国的比重越来越高,成为中国经济发展的龙头和引擎。 (三)一大批中等城市成长为大城市,新的城市群不断涌现 省域范围内将形成多个经济中心,规模不等的城市大都是相应不同范围的经济社会发展中心,它们不仅集聚着区域内先进的制造业,也是区域内的信息中心和服务中心,对区域的经济活动起着调节、辐射的作用。(四)京广线中段和长江中游地区可望崛起(五)中国经济重心有北移的趋势(六)国际合作继续加快,次区域经济合作加强 二、未来30年中国城市化与城市发展趋势 我国的城市化进程将会加快,并逐渐缩小我国同发达国家的差距,城市发展也将出现多样化的态势。

中国未来重点发展城市

十大最具发展潜力城市 城市是现代经济社会活动的主要载体,国家层面的竞争也越来越体现为城市之间的竞争。40年改革开放带动中国城市化快速推进,中国城市格局发生深刻变化,不少城市快速崛起,也有一些城市逐渐衰落或相对衰落。随着城市化进程进入中后期,中国城市的基本格局已经确定。按照人随产业走、产业决定城市兴衰、规模经济和交通成本等区位因素决定产业布局的基本逻辑,我们在2019年4月《中国城市发展潜力排名:2019》研究报告中对全国除三沙市和港澳台外的336个地级行政单元的发展潜力进行客观排名,深圳、北京、上海、广州、成都、南京、武汉、重庆、天津、杭州位居前十。十大城市土地面积合计17.3万平方公里,占全国的1.8%;2018年经济总量20.6万亿元,占全国的22.9%;常住人口1.4亿,占全国的10.3%;A+H股上市公司市值76.6万亿元,占全国的72.3%。 十大城市中北京、上海、广州、成都、重庆、武汉、天津已定位为国家中心城市,深圳、南京、杭州未来或有望进入国家中心城市行列;且北京、上海、广州、深圳建设目标为全球城市。国家中心城市是我国城镇体系规划设置的最高层级,是在直辖市和省会城市层级之上出现的新的“塔尖”,集中了在空间、人口、资源和政策上的主要优势。2005年原建设部编制《全国城镇体系规划(2005-2020年)》,定位北京、天津、上海、广州、香港为全球职能城市。2010年住建部编制《全国城镇体系规划(2010-2020)》,在国

家中心城市的名单中增加了重庆。2016年5月,国务院和发改委印发《成渝城市群发展规划》,明确提出“成都要以建设国家中心城市为目标”。2016年12月,国务院和发改委印发《促进中部地区崛起“十三五”规划》,明确提出“支持武汉、郑州建设国家中心城市”。2018年2月,国家在《关中平原城市群发展规划》中明确提出“建设西安国家中心城市”。总体上看,北京、天津、上海、广州分别引领京津冀、长三角和珠三角发展;重庆、成都是西部大开发的战略支点,是长江经济带上游的战略支撑;武汉辐射带动长江中游地区;郑州引领中原发展;西安辐射带动西北地区发展。北京、天津、上海、重庆、广州、成都和武汉在榜单中名列前十,郑州与西安分别是11名、14名。榜单前十中的深圳、南京和杭州虽然暂时未入围国家中心城市,但综合实力突出。

中国城市未来如何发展

看病贵,父母养老难,交通拥堵,头次做父母缺乏规范的常识指导,养二胎经济条件不够,自己养老没着落。环境污染严重 改革开放以来,中国经历了世界历史上规模最大、速度最快的城镇化进程,城市工作的复杂程度已远非当年可比。如今,中国不仅拥有可比肩发达国家的城市数量,还拥有不逊色于纽约、巴黎、伦敦、东京等国际知名大都会规模的城市。 中国在城镇化快速发展的同时,也出现了不少问题:交通拥堵、工作与生活功能区隔分明、“鬼城”“睡城”频现、城市排水系统不完善致暴雨内涝…… 时隔37年,中国再次召开中央城市工作会议,在“建设”与“管理”两端着力,转变城市发展方式,完善城市治理体系,提高城市治理能力,解决城市病等突出问题。 总体思路 1.要顺应城市工作新形势、改革发展新要求、人民群众新期待,坚持以人民为中心的发展思想,坚持人民城市为人民。 2.要坚持集约发展,框定总量、限定空量、盘活存量、做优增量、提高质量,立足国情,尊重自然、顺应自然、保护自然,改善城市生态环境,在统筹上下功夫,在重点上求突破,着力提高城市发展持续性、宜居性。 目前,我国常住人口城镇化率已接近55%,相比改革开放之初不足20%的城镇化率,有了巨大进步。但与国际发达国家80%左右的高城镇化率相比,未来发

展空间依然很大。随着城镇化率超过50%,我国正进入以城市人口为主体的社会发展新阶段。转型关口,未来中国城市工作怎样谋篇布局? 如何布局城市? 3.要优化提升东部城市群,在中西部地区培育发展一批城市群、区域性中心城市。 4.各城市要结合资源禀赋和区位优势,明确主导产业和特色产业,逐步形成横向错位发展、纵向分工协作的发展格局。 5.要加强创新合作机制建设,以协同创新牵引城市协同发展。城市工作必须同“三农”工作一起推动,形成城乡发展一体化的新格局。 如何规划城市? 6.要在规划理念和方法上不断创新,增强规划科学性、指导性。要加强城市设计,提倡城市修补,加强控制性详细规划的公开性和强制性。 7.要加强对城市的空间立体性、平面协调性、风貌整体性、文脉延续性等方面的规划和管控。 8.要抓住城市管理和服务这个重点,让人民群众在城市生活得更方面、更舒心、更美好。 9.要把安全工作落实到城市工作和城市发展各个环节各个领域。 如何管理城市? 10.要推进规划、建设、管理、户籍等方面的改革,以主体功能区规划为基础统筹各类空间性规划,推进“多规合一”。

关于对中国未来城市发展的论述

关于对中国未来城市发展的论述 XHDA 中国城市化进程即中国农村转化成城市的过程。在改革开放以前,中国的城市化进程相当缓慢,改革开放以后,在国民经济高速增长条件下迅速推进城乡之间的壁垒逐渐松动并被打破,特别是乡镇企业的发展,使得中国的城市化呈现出以小城镇迅速扩张、人口就地城市化为特点的城市化形式,十六大以来,中国城镇化发展迅速,2002年至2011年,中国城镇化率以平均每年1.35个百分点的速度发展,城镇人口平均每年增长2096万人。2011年,城镇人口比重达到51.27%,比2002年上升了12.18个百分点,城镇人口为69079万人,比2002年增加了18867万人;乡村人口65656万人,减少了12585万人。中国大城市的规模明显低于世界水平,尤其低于发达国家的水平,导致了像上海、北京这样全国最大的城市,所产出的国民财富比重远远低于世界其他大城市的水平,如东京的GDP占日本全国的18.6%,伦敦的GDP占英国全国的17%,汉城的GDP占韩国全国的26%,而北京、上海的GDP占全国的比重分别只有2.5%和4.6%。要立足与中国实际,北京、上海所占人口比重和上述城市相比要小得多这说明,中国的城市表现出城市结构规模大,但城市的人口规模与经济规模都偏小的不协调现象。 中国想发展超大城市,有很多的问题和挑战,对于中国这种发展中国家,大部分人口都生活在农村,发展超大城市,人口问题亟待解

决,大量农村人口进驻城市,相应的民生服务体系也将完善,这对于中国的国力来讲是一个挑战,其次,环境、能源等问题都需要解决,因此,过于发展超大城市是极不合理的,主要的发展战略应该是这样,首先,选取北京、上海这样的现代化大都市作为典型范例,率先进行超大城市的建设,其他的沿海地区及交通枢纽,围绕这些特殊的城市,在这些主要的城市周边,发展当地的经济、提高当地的城镇化水平,对于中小城市,进一步完善城市体系,建立主要城市的“卫星城”,待时机成熟,国家、地区经济及国力允许的情况下,迅速转化为超大城市,以这样的方式,循序渐进的进行超大城市的建设,在建设过程中,一定要结合中国自身的情况来建设,切不可照搬照抄,走具有中国特色的社会主义道路。相信在不久的将来,中国会很好地完成这一项任务。

未来中国城市排名前10名

未来30年中国城市排名 1、北京 不管怎么说北京永远都是首都,所以北京在未来30年中国城市排名中还会稳居第一,毕竟什么都要在北京完成,发展也绝对是要最先考虑北京的。想也知道中国的门面担当就是北京啊,哪怕环境地理因素都不好,也有人为因素的加持 2、上海 上海的经济发展一直都是走在中国前沿的,在推测的未来30年中国城市排名中,超越北京不是没有可能,毕竟北京虽然是首都但地理位置确实不如上海。上海作为港口城市,对外接纳能力强,有更多的发展和上升空间。 3、深圳 吃亏在地理位置不太好,夹在广州和香港之间,缺少腹地。但由于是南方金融中心、创新中心,所以经济活跃度好于香港和广州,在未来30年中国城市排名预测中,应该是第三。目前深圳由中央委员坐镇,在政治地位上仅次于四大直辖市,超过广州和其他副省级城市。4、香港 香港是一座高度繁荣的国际大都市,香港经济和社会迅速发展,不仅被誉为“亚洲四小龙”之一,更成为全球最富裕、经济最发达和生活水准最高的地区之一。最重要的是香港是中西方文化交融之地,把华人智慧与西方社会制度优势合二为一,想不发展都难。 5、南京 南京文化底蕴丰富,教育资源得天独厚,几乎可以跟上海等地媲美。加上安徽等地人力与人才资源东移的倾向,对于南京发展是个不小的推动。根据新的到2030年的八纵八横高铁规划图,未来的南京,潜力不小。 6、武汉 武汉是高铁节点城市,与郑州争夺航空枢纽,与郑州不同的是,这是一个传统意义上重要的港口城市。而且武汉的高校家数86所,在国内都首屈一指,如果把这个教育资源给深圳,深圳就飞了。在武汉经济下行时,两湖流域给深圳提供了源源不断的人才基础。毫无疑问,这个中部重镇还会借着高铁的东风、庞大的基建与教育的力量,继续发展下去。 7、杭州 在浙江省内,没有可以与杭州竞争的城市,而浙江又是新时期市场经济的发祥地,在杭州西湖周边风景胜地,除了各种疗养所、政府军队学校等机构,基本上都是操着浙江各地口音的"老板"们。由于企业主多,杭州的财富沉淀很深。在长三角除上海以外的重要城市中,杭州的GDP总量最高、居民本外币存款最多。 8、成都 四川省内,现在没有、将来也没有可以与成都竞争的城市,以前可以竞争的重庆已经被划出四川,成为独立的行政区。成都是个适合人居的城市,其小麻将与酒吧之风相得益彰,并不奇怪。近3年来,活跃在成都范围内以移动互联网、游戏为投资方向的基金不下30支。而房价却低,自然吸引了超多的人前去。 9、重庆 与成都一惯不对眼的重庆独立成市,是中国最大的直辖市,重庆的金融、投资等均位居全国前列。但重庆基数低,从财富积累看,重庆本币外存款总额与成都相差无几,一算人均就非常糟糕,只有成都的47%。在西南地区,成都、重庆是通向中东、欧洲与东部的三个交通节点,就此融入了全球经济。重庆文化极有特点,解放碑的时尚在全国小有名声,此地穿梭的长江大桥,预示了近几年重庆的经济底线何在。 10、天津

引力波的探测

1.引力波探测器的发展 早的引力波探测器是共振型引力波探测器: 上世纪60年代,马里兰大学的物理学家韦伯(Joseph Weber)首先提出了一共振型引力波探测器。该探测器由多层铝筒构成,直径1米,长2米,质量约1000千克,用细丝悬起来。当引力波经过圆柱时,圆柱会发生共振,进而可以通过安装在圆柱周围的压电感器检测到。韦伯曾经在相距1000千米的两个地方同时放置了相同的探测器,只有两个探测器同时检测到相同的信号才被记录下来。1968年,韦伯宣称他探测到了引力波,立刻引起了学界的轰动,但是后来的重复实验都无所获。 后来人民发展出了激光干涉仪为原理的探测器。世界范围内,除了美国LIGO 引力波探测器之外,还有德国和英国合作的GEO600、法国和意大利合作的VIRGO、日本的TAMA300以及计划中的LCGT、澳大利亚计划中的AIGO以及印度计划中的LIGO-India。 2.引力波探测的原理 是利用激光干涉引力天文台来探测,其原理使用了迈克尔孙干涉仪和法布里-柏罗干涉仪等。

但是它与传统的迈克尔逊干涉原理有着本质的不同,简单来说就是光速恒定,时空弯曲,路程变化,本来互相“抵消”的光线没有抵消,然后就产生了信号。具体原理涉及到相对论方程。 3.激光干涉引力天文台的建造 激光干涉引力波天文台于1999年11月建成,耗资3.65亿美元。2005年,激光干涉引力波天文台开始进行改造,包括采用更高功率的激光器、进一步减少振动等。 2015年,最新的激光干涉引力波天文台正式上线。最新建造的激光干涉引力波天文台在华盛顿州与路易斯安那州之间架设了两个引力波探测器,主要部分是两个互相垂直的长臂,个臂长4000米,臂的末端悬挂着反射镜,管道采用不锈钢制成,直径1.2米,内部真空度为10-12大气压。大功率的激光束在臂中来回反射大约50次,使等效臂长大大增加,这样就会形成干涉条纹,如果引力波传播到地球上,那么就可以引起干涉条纹的位移。 为了降低地震对系统带来的干扰,光学装置安装在结构复杂的防振台上,为降低空气分子热运动的影响,光路中抽成10-12大气压的真空。此外还要在路易斯安那州和华盛顿州建造两个相同的探测器,彼此相距3000公里。只有两个探测器同时检测到信息时,才有可能是引力波的信号 4.引力波探测遇到的困难 事实上,引力波就像是时空的涟漪,如果将时空想象成水面,那么天体碰撞事件就如同块石头落入水中所引发的水波,只不过引力波的传播速度可以达到光速。为了寻找引力波,科学家需要借助宇宙中的极端事件,比如黑洞合并、中子星事件等,因为大质量天体可以产生相对较强的引力波。只不过如此事件较为罕见,在银河系内大约平均每1万年会发生一次。 引力波的探测要求仪器的灵敏度达到能够检测长度到为10-21量级的变化,也

未来30年中国城市化与城市发展趋势

未来30年中国城市化与城市发展趋势 一.未来30年我国区域经济发展的新格局 未来二十年是中国区域经济变化最剧烈的时期。随着城市化的快速推进和区域协调发展战略的实施,区域经济格局也将发生比较明显的变化。 (一)东西部地区经济差距继续扩大,人均收入差距可望缩小 随着进一步对外开放,沿海地带仍将是投资的热点地区。 首先,从石油、铁矿、粮食、棉花等重要资源的供给来看,国内的储量不足;中西部地区的开发大多是从资源开发起步的,而资源开发一般具有投资大、周期长、投资回收慢等特点,勘察开发和生产的成本高。海外进口的产品在国内市场仍具有较大的竞争力,我国的产业结构将偏重于制造业而非采掘业,虽然东部向中西部地区的产业转移不断加快,但在经济全球化背景下,产业布局的重心仍在沿海。 其次,沿海地区的产业密集度高,企业之间有利于形成合理的分工关系,以降低生产成本。 再次,沿海地区城市化水平较高,基础设施建设成本相对较低。西部建设所需的配套基础设施建设投资往往高出沿海城市好几倍,这自然会影响到对西部投资的经济效果。另外,沿海地区人口密度大,国土面积小,社会管理成本低。西部地区的文化、教育、科技、卫生事业总水平明显低于东部沿海地区,社会经济管理水平低,管理成本高。 与此相关的另一个重要趋势是,随着西部大开发战略的实施和人口向沿海地区流动,西部地区人均收入水平会有较大程度的提高,与东部地区的人均收入差距有望缩小。为了改善西部地区基础设施落后的状况,国家每年要安排一定数量的资金用于西部地区的基础设施建设,此外财政转移支付和用于改善生态环境、退耕还林还草、天然林保护的资金也会不断增加。 政府投资的倾斜有利于提高西部地区人民收入的提高。东西合作的加强、城市规模的扩大、第三产业的发展以及企业活力的提高,不仅能够增加就业,而且能够提高工资水平。随着西部地区基础教育的改善、人口素质的提高和全国劳动力市场的建立,西部地区的劳动力和人口将随着东部地区劳动力需求的增加向东部地区流动,西部地区的人口可能出现减少的趋势。“分子”增加,“分母”减少,人均收入必然增加,相应东部地区的“分子”“分母”同比例增加,因此二者的差距是有望缩小的。 (二)三大城市群继续主导中国经济发展

城市轨道的现状及未来发展趋势

成绩 土木工程与建筑系 课程论文 (2013—2014学年度第二学期) 2014年 2 月 城市轨道的现状及未来发展趋势 摘要:随着我国城市化和机动化进程的加快,交通拥堵问题已成为当前我国各大城市发展 的“瓶颈”。如不能有效地解决城市交通问题。将严重影响大城市的

可持续发展。但是,解决大城市交通问题要有前瞻性,要结合我国国情以及各大城市自身特点来确定大城市交通的发展战略。通过近几年对轨道交通的亲自参与和了解认识,现分析一下我国轨道交通的发展现状、特点、问题和发展趋势。 关键词:轨道交通,发展现状,未来趋势,问题及原因,建设历程1、前言 21世纪以来,具有节能、快捷和大运量特征的城市轨道交通建设愈趋受到众多城市的 关注。城市轨道交通是采用专用轨道导向运行的城市公共客运交通系统,包括地铁系统、轻轨系统、有轨电车、单轨系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统和磁浮系统。由于畅通、高效、可靠的交通出行不仅是出行者选择出行方式的基础,更是城市交通管理者追求的目标,所以,城市轨道交通凭借快速、便捷、安全、运量大和运输效率高等特性,成为城市公共交通的重要组成部分。在中国已经运营轨道交通的城市中,越来越多的居民选择乘坐轨道交通出行。 2、国内轨道交通建设历程 起步——20世纪50年代,我国开始筹备北京地铁网络地铁建设,在1965-1976年建设了北京地铁一期工程(54Km)。随后建设了天津地铁(7.1Km,现已拆除重建)、哈尔滨

人防隧道等工程。该阶段地铁建设以人防功能为指导思想。 发展——1980年代末至90年代初,我国仅有上海、北京、广州等几个大城市规划建设轨道交通。该阶段地铁建设开始真正以城市交通为目的。 政府调控——进入上世纪90年代,一批省会城市开始筹划建设轨道交通项目,纷纷进行地铁建设的前期工作。由于要求建设的项目较多且工程造价高,1995年12月国务院发布国办60号文,暂停了地铁项目的审批。同时,国家计委开始研究制定城市轨道交通设备国产化政策。该阶段为政府通过研究制定相应政策来指导地铁的规划建设。 建设高潮——1999年以后,国家的政策逐步鼓励大中城市发展城市轨道交通,全国己建有轨道交通的城市达10个,新申请立项准备建设的城市有8个。该阶段地铁建设速度大大超过之前的30年。 3、国内城市轨道交通发展现状 经过10多年的发展,全国现已有14座城市54条线1688公里轨道交通系统投入运营,而在上世纪80年代前,我国轨道交通只有北京的40公里地铁。随着经济的快速发展,我国开始进入城市化和机动化的加速发展阶段。城市轨道交通以其大运量、高效率、低污染等优势,迅速成为许多大城市解决交通问题的首要选择,并在我

引力波,引力波源及引力波探测

引力波,引力波源及引力波探测 摘要:目的通过讨论初步了解引力波及其检测方法方法采用查阅文献,小组汇报,互相交流的方式。结果初步了解引力波,同学们积极发言,小组讨论效果明显。结论通过独自查阅文献,互相讨论交流,我们对引力波有了更深刻的认识,也获得了许多有用的知识。这是一种增长知识,开阔视野的有效的学习方式。 关键字:引力波;检测;原理;意义 1. 引言 广义相对论的几个经典检验和预言 1.光谱线在引力场中的红移;距引力场源较远处接收到光的频率较低,原因:光“逃离”引力场源需要做功。 2.光线在引力场中的偏折;牛顿理论加上光子概念可以定性解释,但定量结果却总只有观测值的一半。 3. 水星进日点的进动;多出来的43秒/百年,牛顿理论加上摄动修正无法解释。以上三点均是广义相对论的直接推论--史瓦西解(Schwarzschild1916)的直接结果。传感器一般由敏感元件和转换元件组成。敏感元件是指传感器中能直接感受(或响应)被测量的部分;转换元件是指传感器中敏感元件感受(或响应)的被测量,转换成适于传感和测量的电线号的部分。 4.雷达回波延迟;1964年Shapiro首次提出。地球发出的雷达信号经太阳附近到达另一行星(或飞船),然后返回,测量信号发出与接收的时间。与广义相对论的吻合程度非常高。 5.引力波;下面专门谈。 6.黑洞;等。 引力波:指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,以引力辐射的形式传输能量的波。 2. 实验 2.1 共振型棒式天线: 代表:Weber棒(美国) 实验装置:悬挂的铝棒(重1.4吨)+压电陶瓷传感器。灵敏度为h~2X10-15。 Weber的检测器工作在室温下,来自热运动的噪声会干扰实验结果。目前采用高Q值低内耗铝合金在超低温(10-2K)下工作,工作的引力波频段为~1000Hz段,灵敏度为h~2X10-21。 缺点:非共振频段的引力波反应弱;守株待兔式探测需要昂贵的实验维持费用。 部分实验结果: 1969年,韦伯(J. Weber)宣称探测到了来自银河系中心的引力波,实验结果发表于美国物理评论快报(Physics Review Letter),但后来相继建成的更高灵敏度的引力波检测器没能重复其结果,因此其结论目前仍然未能被科学界接受,认为是噪声而非引力波! 1987年有个小组声称接收到了来自大麦哲伦星云(属于银河系的近邻星系)中的超新星1987A 爆发时的引力辐射。 这两个结果都因为没有旁证而无法得到公认. 2i.2激光干涉仪探测器: 代表:LIGO(美国) 其原理与传统的迈克尔逊干涉仪完全相同,引力波作 用将引起两垂直光臂(检验质量)产生不同的距离变化,从而改变两束干涉光的光程差,通过干涉条纹移动反映出来!其工作频率下限为10Hz。欧洲宇航局拟建的LISA工作频率下限为10-2Hz。 部分实验结果: 2016年6月16日凌晨,LIGO合作组宣布:2015 年

中国十年后(2025年)最富24个城市

中国十年后(2025年)最富24个城市 由中国社会科学院财政与贸易研究所倪鹏飞博士牵头,两岸四地城市竞争力专家共同携手,根据过去五年全国城市发展的格局及未来发展趋势,比较各城市内外环境,从294个城市中选了24个城市进行深入的案例研究分析。 1.北京。今朝首善之地,明日世界城市。全球格局变化,中国迅速崛起。北京以首都地位对内汇聚全国资源,对外有广泛的国际联系。目前北京城乡差距较大,环渤海城市群尚未形成整体聚焦效用,未来发展空间大。另外,政府立足现实,战略高远。 2.上海。借重中国崛起,建设世界中心。开放的国际市场拓宽了上海获取资源的途径与潜在的发展空间,其全球战略地位日益突出。长三角城市群实力强劲,上海作为长三角中心城市将崛起成为世界级大都市。此外,上海世博会的举办将进一步提升上海的国际影响力,吸引更多的高端要素。

3.成都。昔日”中华天府之城“,明日”世界田园之都。成都提出了建设世界现代田园城市的全球定位和长远目标,并继续贯彻落实西部大开发战略。成都的历史文化浓郁,生态环境优越。信息技术发展,赢得了与沿海地区城市相近的发展机会。

4.沈阳。借振兴东北机遇,展“东方鲁尔”雄风。沈阳的基础条件良好,城市环境优美。国有企业改革率先完成,民营企业与国际接轨。国际投资和国内产业转移,为腾飞提供硬件支持。辽宁沿海经济带发展规划,为沈阳的崛起提供了难得的机遇。 5.重庆。老树逢春发新花,迈向国际大都会。国家将重庆定位为西部的重要增长极,使重庆获得有力的政策支持。在沿海工业梯度转移及重工业加速的双重机遇下,重庆将依托雄厚的基础进行产业升级。此外,城乡统筹发展,拉动了强劲的内需。

关于引力波的探测与未来前景

关于引力波的探测与未来前景 在我们身边存在着各种各样的波。池塘里碧波荡漾、大海中波浪滔天,这是我们看得见的水波;小提琴琴声缭绕使人心潮澎湃,老师讲课发出的声音,这是听得到、看不见的声波;地震时房屋倒塌,地动山摇,这是我们听不到也看不见,但破坏力极强的地震波。除此之外,在我们身边还有五彩斑斓的光波、传递信息的无线电波等等。那么在神秘的宇宙间,还存在这一种既看不见,又摸不着,甚至很难探测到的一种波——引力波。 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。时空命令物质如何运动,而物质引导时间如何弯曲。如果把时空想象成一张巨大的橡胶膜,有质量的物体会让橡胶膜弯曲,就像在蹦床上扔了一个保龄球。质量越大,时空被引力波扭曲的越厉害。就好比太阳系,太阳的质量非常大,导致周围的引力波发生扭曲,时空大大形变而产生了巨大的涟漪,而地球与其他行星正位于这涟漪之内。如果你想在这样的形变下走直线,最终你会发现你实际上是在绕着形变的中心也就是发出引力波的中心绕圈。轨道就是这么来的,并没有什么力拉着行星绕圈,而是时空的扭曲导致行星在绕圈。所以从某种意义上来讲行星是在这段时空内做直线运动,只不过时空是弯曲的罢了。有质量的物体一加速,改变

了时空中的扭曲,引力波随之而生。任何有质量的物体并且有能量的物体都能产生引力波,要是我们绕着操场跑一圈,我们也会产生时空的涟漪。但是由于我们的质量太小,那些引力波太微不足道了,实际上根本无法被探测到。就像前不久LIGO科学合作组织在2月11号直接探测到了引力波,而此次探测到的引力波是由两个黑洞合并引发的。这两个黑洞的直径都在150公里左右,它们不断靠近,旋转,并最终合并成一个黑洞。两个黑洞一个达到太阳质量的29倍,一个为太阳质量的36倍。据推测,两个黑洞的合并发生在13亿年前,合并过程中产生的引力波经漫长的传播最终抵达地球。据推测,两个黑洞以1/2光速的速度相撞后合并。二者在合并的过程中释放出约3个太阳质量的能量,这些能量以引力波的形式辐射出去。在穿过13亿光年之后到达地球,最为时空的涟漪,也仅仅将LIGO的4公里臂长改变了一个质子直径的万分之一,也相当于将太阳系到我们最近恒星之间距离改变了一个头发丝的宽度。这种及其微小的变化,如果不借用异常精密的探测器,我们根本是探测不到的。所以对于我们的质量来说,完全不可能将我们所释放的的引力波探测到。 那么,LIGO是如何探测到引力波的呢?首先,它采用的是激光干涉的思路。如果你我之间的时空被拉伸或者压缩了,仅凭我们去观察地上等距的标记,是不可能的。因为这

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