张朝阳的物理课 宇宙的声音 中广义相对论下的线性引力波 探索 (张朝阳的物理水平)

引力波的存在

广义相对论预言了引力波的存在，这是时空弯曲效应的传播，以光速传播。引力波的存在性历经了多年的研究和争论，直到 1950 年代才得到确信。

1916 年，爱因斯坦提出了引力波的概念，将其比作电磁场中的电磁波。当时的数学处理不完善，使得引力波的物理实在性受到质疑。

1950 年代，邦迪、皮拉尼和罗宾逊证明了引力波携带能量。邦迪在 1957 年描述了引力波从源中辐射出来的过程，证明了引力波能携带能量、动量和角动量。

萨克斯和波多尔斯基在 1962 年提出了 Sachs-Goldberg 公式，进一步规范了描述引力波的方法。

引力波探测

在理论上确认引力波的存在后，科学家开始尝试探测引力波。1969 年和 1970 年，韦伯报告了引力波探测的结果，但后来证实为噪声干扰。

1974 年，霍尔斯和泰勒发现了第一颗脉冲双星系统 PSRB1913+16。他们观测发现，该系统的轨道半长轴衰减与广义相对论预言的引力波耗散一致，间接证明了引力波的存在。

1990 年代，激光干涉引力波天文台 (LIGO) 项目启动。2015 年 9 月 14 日，LIGO 成功探测到首个引力波事件 GW150914，这是