
广义相对论的基本框架
广义相对论揭示了物质存在会导致时空弯曲这一基本原理。在这种弯曲的时空中,粒子不再受到引力的作用,而是沿着时空中的最短路径运动。描述时空弯曲程度的数学工具是度规,它是一个二阶张量。
引力波的具体形式
广义相对论预言引力波的存在
时空的弯曲是否可以像波一样传播?爱因斯坦在1916年预言了引力波的存在,后来得到了证实。引力波是一种时空中时空弯曲的波动,以光速传播。
引力波方程
从

引力波的观测
人类首次直接观测到引力波是在2015年9月14日,由美国LIGO的两个激光干涉引力波天文台记录的。此后,人们又发现了更多的引力波事件,并建造了更精密、更大的测量设备,开启了引力波天文学的新时代。

与电磁波相比,引力波与物质的相互作用非常弱,因此穿透力极强。这使其成为观测宇宙早期演化的有力工具,比如再复合时期(宇宙中等离子体重组为原子时期)。
结论
爱因斯坦提出的引力波预言已经得到了证实。引力波方程的求解提供了引力波的具体形式和偏振特性。测地偏离方程描述了可移动粒子在引力波作用下的轨迹变化。激光干涉仪和其他仪器的不断发展,为引力波天文学的研究开辟了广阔的前景。
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