如何表明广义相对论中存在引力波？
引力波的历史回顾
引力波是广义相对论的重要预言，由
爱因斯坦于1916年首次提出。他认为引力类似于
电磁波，是一种时空曲率的扰动，以光速传播。当时数学处理的不完善使这些波的物理意义受到
质疑。
理论确认引力波的存在
20世纪50
年代，物理学家在广义相对论和引力波的数学
基础上取得进展：
邦迪等人确定了引力波携带能量。
萨克斯和波多尔斯基提出了规范描述引力波的方法。
这些理论
成果巩固了广义相对论中引力波存在的概念，即时空曲率效应的传播速度等于光速。
引力波的间接证据和直接
探测
1974年，霍尔斯和泰勒发现了一颗脉冲双星系统PSRB1913+16。
观测表明该系统轨道半长轴衰减与广可夫斯基时空：
g_αβ = η_αβ + h_αβ
其中：
η_αβ 为闵可夫斯基度规
h_αβ 为微扰
线性化爱因斯坦方程
将微扰度规代入爱因斯坦方程并线性化，可得到引力微扰的波动方程：
□h_αβ - 1/2 η_αβ □h = -16π G T_αβ
其中：
□ 为达朗
贝尔算子
这个波动方程描述了引力微扰的传播，传播速度为光速。
总结
通过弱场下的平直时空微扰法，可以推导出引力微扰的波动方程，从而表明广义相对论中存在引力波。该波动方程描述了引力微扰的传播，传播速度等于光速。
发表评论