弱场引力波方程揭示引力波的形貌 解开谜团 张朝阳的物理课

引力波是一种由时空曲率的波动引起的涟漪，由爱因斯坦于 1916 年预言，直到 2015 年才被直接探测到。它是理解宇宙和其中发生的事件的关键工具。

广义相对论的基本框架

广义相对论认为，质量和能量使时空弯曲。物体在弯曲时空中运动，不是受到引力，而是跟随时空中的最短路径（测地线）。

时空的弯曲可以用一个称为度规的量来描述。度规包含了时空的所有几何信息。用度规描述了测试质点在引力波下偏离测地线的运动。这种偏离可以用以下形式表示：

引力波的观测

尽管引力波与物质的相互作用很弱，但它们仍然可以通过其导致的可观测效应来观测。

探测引力波的主要方法是使用激光干涉仪，它可以测量引力波引起的时空距离变化。

2015 年，美国 LIGO 合作组首次直接探测到引力波，这开辟了引力波天文学的新时代。

引力波观测为我们提供了宇宙中极端事件的新见解，例如黑洞和中子星的合并。通过进一步的观测和数据分析，引力波天文学有望揭示宇宙的更多奥秘。