张朝阳的物理课 宇宙的乐章 揭秘广义相对论下的线性引力波 (张朝阳的物理课)

科技资讯 2024-12-03 23:18:03 浏览

引力波的存在

引力波是广义相对论的重要预言,表示时空曲率的传播。尽管早在1916年爱因斯坦就提出了引力波的概念,但验证其存在是一个漫长的过程。 历史回顾: 1916年,爱因斯坦提出引力波的存在,将其比喻为电磁场中的电磁波。 1922年,爱丁顿对引力波的存在性表示怀疑。 1957年,邦迪通过 Bondinews 物理量描述了引力波的能量辐射。 1962年,萨克斯和波多尔斯基提出了 Sachs-Goldberg 公式,规范了描述引力波的方法。 间接验证: 1974年,霍尔斯和泰勒发现了脉冲双星系统 PSRB1913+16。 该系统的轨道衰减与广义相对论预言的引力波耗散一致。 Hulse 和 Taylor 因此获得了 1993 年诺贝尔物理学奖。 直接探测: 1969年,韦伯建造了韦伯棒,试图探测引力波,但结果未得到独立验证。 2015年,激光干涉引力波天文台(LIGO)成功探测到首个引力波事件 GW150914,验证了广义相对论中的引力波预言。

引力微扰的波动方程

在弱场情形下,可以将时空度规表示为平直时空的微扰。

时空微扰度规

张朝阳的课宇宙的乐章揭秘广义相对论下的线 对于平直时空的微扰,度规张量可以表示为: g_{\mu\nu} = \eta_{\mu\nu
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