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0.000000000000000001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。

（《读者》201606，原文有删改）

16．结合全文，简要概括本文的主要内容。（2分）

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。（4分）

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。（4分）

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。（2分）（只要答对两点即可满分）

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。（4分）

18．举例（1分），说明方法：通俗易懂（打比方，作诠释等）或具体准确（列数字，举例子等）（1分），作用（2分）。