16年LIGO发现的引力波，百年前的爱因斯坦是否能想到？

在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪

通过波的形式从辐射源向外传播

这种波以引力辐射的形式传输能量

引力波发展史

1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果，因为它引入了相互作用的传播速度有限的概念。

相比之下，引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中，因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的。

2016年6月16日凌晨，LIGO合作组宣布：2015年12月26日03:38:53 （UTC），位于美国汉福德区和路易斯安那州的利文斯顿的两台引力波探测器同时探测到了一个引力波信号；这是继 LIGO 2015年9月14日探测到首个引力波信号之后，人类探测到的第二个引力波信号，距离地球约13亿光年的两个大约30个太阳质量的黑洞碰撞所发出的引力波。

2017年10月16日，全球多国科学家同步举行新闻发布会，宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波，并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

其实，在100年前，当爱因斯坦预测引力波存在的时候，他也不曾想过，有朝一日，人类能够真正观测到引力波：这个效应是如此的微弱，无法察觉......

神奇的公式

在很长一段时间内，物理学家也搞不清这个解的物理意义，更没想到这个波可以有什么观测上的价值。在1960年左右，引力波的物理意义开始明朗，物理学家认为，引力波可以被看成是引力相互作用的传播，并且可以被看成是携带着引力能。这就说明，引力相互作用是以光速传播的。

想了解引力波所对应的时空几何，需要把刚才光滑的苹果变成粗糙的橘子：橘子表面有两种弯曲的几何结构。大尺度的时空几何（橘子的半径）代表了宇宙空间中的引力，而小尺度的几何（粗糙的点点）代表了引力波。

上面的三个过程，让我们第一次“亲眼看到”了黑洞的存在。由于引力波可以看成是直接推动了镜子的机械振动，我们也可以说是亲耳听到了黑洞的存在！

翰林精选·加州理工学院物理项目

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