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觀測宇宙的新窗口
人類最早用眼睛觀察宇宙，后來出現(xiàn)了光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，增加了觀測的距離，射電、紅外、紫外、X—射線、γ射線等望遠(yuǎn)鏡的出現(xiàn)，擴(kuò)展了觀測宇宙的視野、然而，所有這些觀測手段的基礎(chǔ)，都是接受來自天體的電磁輻射，對于某些缺乏電磁輻射的“暗”天體，我們就會視而不見，引力波探測可以彌補(bǔ)這一缺陷。由于天體都具有質(zhì)量，因而只要探測器足夠靈敏。它們的運(yùn)動都可由于輻射引力波而被檢測。預(yù)期中的黑洞就是一個(gè)例子。黑洞不輻射電磁波，而它們的產(chǎn)生和碰撞都將輻射出強(qiáng)烈的引力波。歷史上每一新的探測工具的使用，都伴隨著重大的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)，如射電望遠(yuǎn)鏡“看”到了中子星，宇宙微波背景觀測發(fā)現(xiàn)3K宇宙背景輻射�？梢灶A(yù)測，由于引力波攜帶著天體運(yùn)動的大量原始信息，引力波探測也將在宇宙觀測上有新的發(fā)觀，引力波探測器將成為研究天然物理學(xué)的有力工具。這一前景激發(fā)了天體引力波源的研究熱潮，極大地推動了天文學(xué)和天體物理學(xué)的進(jìn)展。1992年物理學(xué)諾貝爾獎得主是美國的J. Taylor和R. Hulse，得獎原因是他們對脈沖雙星PSRl913+16的發(fā)現(xiàn)和研究。這是一個(gè)罕見的雙脈沖系統(tǒng)，距離地球1. 5萬光年，軌道偏心率大(～0. 6)，由于不對稱性和高速的軌道運(yùn)動而有強(qiáng)烈的引力輻射，輻射的能量損失使軌道周期變短. 從1974年開始，經(jīng)過十多年觀測，得出軌道周期率為(-2. 452±10)-1288-1。相當(dāng)于每年變化0.7秒。這與根據(jù)廣義相對論引力輻射理論的預(yù)期十分準(zhǔn)確地符合。這一觀測，成為存在引力輻射的第一間接觀測證據(jù)。
人們對引力波探測的興趣，還在于這一探測對人類認(rèn)識自然的重要作用。從物理學(xué)角度看，既然各種引力理論都預(yù)言了引力波的存在，并賦予它們以不同的特征(如傳播速度，偏震，能量輻射方式等)。引力波探測的結(jié)果將有助于區(qū)分理論的正確與否，從而推動理論研究的進(jìn)展，對引力波性質(zhì)的深入了解，有助于引力場量子化學(xué)的理論研究，從而為大統(tǒng)一理論做出貢獻(xiàn)。
由于引力波探測需要大量高精儀器和技術(shù)，探測的要求將促進(jìn)這些技術(shù)的發(fā)展，超導(dǎo)量子干涉器(SQUID)和大功率釔鋁石榴激光器(Nd：YAG)就是例子。
……
經(jīng)過20世紀(jì)前40年的努力，以愛因斯坦為代表的學(xué)術(shù)先驅(qū)建立了引力波的理論體系；以韋伯為代表的科技界從60年代開始了引力波的實(shí)驗(yàn)探測，達(dá)到理論上檢驗(yàn)靈敏度要求的引力波探測器可望在20世紀(jì)末建成。將近百年的不懈努力，反映了人們追求真知的熱忱。人們期望20世紀(jì)末建成的激光引力波探測器，在21世紀(jì)的頭十年取得突破，在地球上首次測到引力波訊號。
更多的引力波訊號的獲得將極大地開闊人類的宇宙視野，對獲得的引力波訊號特性的分析將促進(jìn)人類對引力本質(zhì)的認(rèn)識。有人認(rèn)為，人類一旦掌握了引力波，所導(dǎo)致的社會效應(yīng)將可與人類掌握電磁波相類比。由于引力波具有極強(qiáng)的穿透力，作為宇宙間的通訊工具將具有無與倫比的優(yōu)勢。
也許最新的探測器仍未能發(fā)現(xiàn)引力波的“芳蹤”。那么，這將是對現(xiàn)有引力理論，特別是廣義相對論的極大挑戰(zhàn)，新的理論必將出現(xiàn)。作為近代科技前沿研究的引力波探測熱潮，在世紀(jì)之交的時(shí)刻，由于面臨突破而更加“熱”了。近百年的努力使人們充分認(rèn)識到這一任務(wù)的艱巨性，需要各國科學(xué)家的共同努力�？茖W(xué)家們在這方面已建立起良好的合作關(guān)系，新的突破，將是共同努力的結(jié)晶，這也是引力波探測的一個(gè)特點(diǎn)。
(節(jié)選自胡斯科《引力波探測》)
1.本文與______(國家)_______(作者)的作品《宇宙的未來》同屬科普論文。
2. 根據(jù)文意，下列對引力波探測器的說明，錯(cuò)誤的一項(xiàng)是( )
A. 歷史上每一新的探測工具的使用，都伴隨著重大的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)。可以預(yù)測，由于引力波攜帶著天體運(yùn)動的大量原始信息，引力波探測也將在宇宙觀測上有新的發(fā)現(xiàn)，引力波探測器將成為研究天體物理學(xué)的有力工具。
B. 達(dá)到理論上檢驗(yàn)靈敏度要求的引力波探測器已經(jīng)在20世紀(jì)末建成。
C. 人們期望20世紀(jì)末建成的激光引力波探測器在21世紀(jì)的頭十年取得突破，使在地球上首次測到引力波的訊號成為可能。
D. 有可能最新的探測器即引力波探測器仍未能發(fā)現(xiàn)引力波的“芳蹤”。
3. 根據(jù)文意，關(guān)于引力波探測的說明，正確的一項(xiàng)是( )
A. 人們對引力波探測的興趣，關(guān)鍵在于這一探測對人類認(rèn)識自然的重要作用。
B. 引力波探測的實(shí)施將有助于區(qū)分理論的正確與否，從而推動理論研究的進(jìn)展。
C. 對引力波性質(zhì)的深入了解，有助于引力場量子化學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究，從而為大統(tǒng)一理論做出貢獻(xiàn)。
D. 引力波探測可以彌補(bǔ)我們對于某些缺乏電磁輻射的“暗”天體視而不見這一缺陷。
4. 下列理解符合原文意思的一項(xiàng)是( )
A. 引力波的理論體系的建立，是在經(jīng)過20世紀(jì)前40年的努力，由以愛因斯坦為代表的學(xué)術(shù)先驅(qū)完成的。
B. 在地球上首次測到引力波的訊號的時(shí)間在21世紀(jì)的頭十年。
C. 宇宙間的通訊工具中具有無與倫比的優(yōu)勢的就是具有極強(qiáng)的穿透力的引力波探測器。
D. 作為近代科技前沿研究的引力波探測熱潮，在世紀(jì)之交的時(shí)刻，由于更加“熱”了而面臨突破。
5. 根據(jù)本文提供的信息，以下推斷錯(cuò)誤的一項(xiàng)是( )
A. 與增加了觀測距離的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，擴(kuò)展了觀測宇宙的視野的射電、紅外、紫外、X—射線、γ射線等望遠(yuǎn)鏡相比，引力波探測器將成為觀測宇宙的新工具，并將為人們提供觀測宇宙的新窗口。
B. 美國的J. Taylor和R. Hulse發(fā)現(xiàn)并研究了脈沖雙星PSRl913+16這個(gè)罕見的雙脈沖系統(tǒng)，經(jīng)過十多年觀測，得出軌道周期率為(-2. 452±10)-1288-1，相當(dāng)于每年變化0. 7秒，這一觀測，成為存在引力輻射的第一間接觀測證據(jù)。這也表明，目前還沒有證明引力輻射的直接觀測證據(jù)。
C.從物理學(xué)角度看，既然各種引力理論都預(yù)言了引力波的存在，并賦予它們以不同的特征(如傳播速度，偏震，能量輻射方式等)，引力波探測的結(jié)果將有助于區(qū)分理論的正確與否，從而推動理論研究的進(jìn)展，對引力波性質(zhì)的深入了解，有助于引力場量子化學(xué)的理論研究，從而為各種假想理論的統(tǒng)一做出貢獻(xiàn)。
D. 如果最新的探測器仍未能發(fā)現(xiàn)引力波的“芳蹤”，那么，這將是對現(xiàn)有引力理論，特別中廣義相對論的極大挑戰(zhàn)；如果這個(gè)挑戰(zhàn)成功，新的理論必將出現(xiàn)。
