聆听宇宙的声音 探索广义相对论下的线性引力波 张朝阳的物理课

引力波及其历史回顾

引力波的存在是广义相对论的重要预言，但证明其存在却并不容易。早在 1916 年，爱因斯坦就在与史瓦西的信件中提出应该存在引力的波动，类似于电磁波在电磁场中的传播。

当时的数学处理并不完善，使得这些波的物理实在性受到质疑。特别是广义相对论具有坐标变换不变的性质，一些物理学家认为引力波可能只是坐标系的虚假现象而非真实物理实体。

1. 1922 年，爱丁顿对引力波的存在性表示怀疑，认为它们可能没有实际的能量和动量。
2. 尽管存在这些质疑，物理学家们仍继续研究广义相对论和引力波的数学基础。
3. 到 1950 年代，在赫尔曼·邦迪、费利6\pi G}{c^4} T_{\mu\nu} $$

   这就是引力微扰的波动方程，它与电磁场的波动方程具有相似的形式。

   结论

   通过推导出引力微扰波动方程，张朝阳展示了弱场下的平直时空微扰法的应用，并进一步证明了广义相对论中引力波的存在。

   引力波的发现是物理学史上的一大突破，它开辟了引力波天文学的新时代，为我们提供了探索宇宙新途径。