揭秘引力波真容 张朝阳的物理课 求解弱场引力波方程 (引力波是假的)

引力波的作用

引力波是一种时空涟漪，由宇宙中大质量物体的加速度运动产生。它们具有以下作用：

• 改变时空的几何形状：引力波改变时空的弯曲程度，类似于水波改变水面的形状。
• 携带能量：引力波携带能量，当它们传播 через 空间时，会使物体振动。
• 探测宇宙事件：引力波可以提供有关宇宙中最极端事件（如黑洞合并）的信息。

引力波的具体形式

弱场引力波的度规（描述时空弯曲的量03e

其中，Δx 是粒子的测地偏差，R 是空间的黎曼曲率，h 是引力波扰动。

测地偏差的一些可观测效应包括：

• 激光干涉：激光干涉引力波天文台（LIGO）等实验探测引力波导致的激光干涉臂长的变化。
• 脉冲星定时：脉冲星发射出规律的光脉冲，引力波会导致这些脉冲的到达时间发生偏差。
• 引力透镜：引力波可以弯曲光线，类似于引力透镜效应。

广义相对论的基础

广义相对论是爱因斯坦提出的引力理论，它将引力描述为时空弯曲而不是一种力。

广义相对论的关键方程是爱因斯坦场方程：

G = 8πT

其中，G 是爱因斯坦张量（描述时空弯曲），T 是能量-动量张量（描述物质的存在）。

广义相对论的一些重要概念包括：

• 度规：描述时空弯曲的量。
• 克氏符：度规的一阶导数。
• 黎曼曲率：度规的二阶导数，决定时空是否弯曲。
• 爱因斯坦张量：由黎曼曲率组成，描述时空的弯曲程度。
• 能量-动量张量：描述物质的存在。

结论

引力波是一种时空涟漪，由宇宙中大质量物体的加速度运动产生。它们携带能量，改变时空的几何形状，并且可以通过测地偏差进行观测。广义相对论提供了求解引力波方程和理解引力波现象的基础。