带领我们领略广义相对论中的线性引力波 探索宇宙的乐章 张朝阳的物理课 (带领我们领略浩瀚)

引力波是广义相对论的重要预言，但证明其存在并不容易。

早期质疑

1916年，爱因斯坦提出引力波应该存在，但当时的数学处理并不完善，使得这些波的物理实在性受到质疑。

爱丁顿在1922年对引力波的存在性表示怀疑，认为它们可能没有实际的能量和动量。

理论基础

尽管存在质疑，物理学家继续研究广义相对论和引力波的数学基础。

到1950年代，确定了引力波携带能量。邦迪在1957年通过 Bondinews 这一物理量，描述了引力波如何从一个源中辐射出来，证明了引力波能够

度规微扰的波动方程如下：

其中：

• h_μν 是度规微扰

• R^αβγδ 是黎曼曲率张量
• G 是万有引力常数
• T_μν 是应力-能量张量

推导过程使用爱因斯坦求和规则。

结论

引力波的存在已得到理论和实验的证明。引力微扰的波动方程是描述引力波传播的重要方程。