广义相对论的基本框架
广义相对论表明，物质的存在导致时空弯曲。当探究粒子在弯曲时空中的运动时，可以放下其受到引力这样的观点，而直接地认为粒子需要在这弯曲的时空中走出一条最短的线。
借助一个二阶张量即度规可以描述时空的弯曲。度规的一阶导数可以定义克氏符，进而可以描述基矢随坐标的变化。再对克氏符求一次导数并以特定方式进行组合，可以定义空间的黎曼曲率，时空是否弯曲正由黎曼曲率来决定。
这样来，黎曼曲率实际上由度规的二阶导数组成，如果黎曼曲率为0，说明时空是（局域）平直的，如果不为0，说明时空是弯曲的。
时空如何弯曲是由物质存在决定的。如果想得到度规具体是多少，就要搞清楚度规与物质存在的具体关系，描述这一关系的正是爱因斯坦场方程。
引力波的具体形式
在这些静态的例子之外，动态的情形也是非常值得探讨的。比如，爱因斯坦场方程给出的这个时空弯曲，会不会像波一样传播呢？爱因斯坦早在1916年就预言引力波的存在，这一预言最终得到了证实。
广义相对论是狭义相对论的推广，狭义相对论表明物理过程有个速度上限，即光速c。自然地可以想，物质导致的时空弯曲也是需要时间传递的，而不可能是瞬时的，这表明了这种波动是很有可能存在的。
爱因斯坦场方程能否给出这个稳定的波动形式呢？爱因斯坦当年对这个问题给出了肯定的回答，这一预言虽然又经历了否定与肯定，终于在20世纪七十年代经过对双中子星缠绕现象的观察而被间接证实。双中子星缠绕旋转时能量和速率不断变化，而这一变化可以被引力波辐射很好地描述。
人类首次真正地观测到引力波是在2015年9月14号，美国LIGO的两个激光干涉引力波天文台记录了相应的信号。自此之后，人们发现了越来越多的引力波事件，更精密更庞大的测量设备开始被建设，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要弱得多，因此拥有极强的穿透能力，宇宙相对于引力波来说几乎是透明的。宇宙第38万年左右被称为再复合时期，在这期间电子与原子核相互结合，形成了原子。在此之前，可见物质主要以等离子体形式的存在，而电磁波与等离子体有极强的相互作用，这个阶段的演化信息很难通过电磁波的形式留存下来。比如现在能够观察到的宇宙微波背景辐射，是38万年以后留下来的灰烬。但是要注意到，引力波可以很好地
引力波的观测
目前，引力波的观测主要依靠激光干涉引力波探测器。这种探测器由两条垂直的长臂组成，当引力波经过时，会使长臂发生微小的形变，这种形变可以通过激光干涉仪检测出来。
目前，世界上有三个大型激光干涉引力波探测器正在运行：位于美国华盛顿州的LIGO，位于意大利比萨附近的Virgo，以及位于日本神冈的KAGRA。这些探测器可以探测到来自宇宙深处的引力波信号，并通过数据分析来推断引力波的来源和性质。
引力波的观测为我们揭示了宇宙的许多奥秘，让我们对宇宙的演化和基本物理规律有了更深刻的理解。未来，随着引力波探测技术的不断发展，我们有望发现更多来自宇宙深处的引力波信号，并进一步探索引力波的奥秘。
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